SYNTHESIS OF THIOPHENE π-BRIDGE MODIFIED BENZODITHIOPHENE AND QUINOXALINE BASED CONJUGATED POLYMERS FOR ORGANIC BULK HETEROJUNCTION SOLAR CELL APPLICATIONS
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, POLİMER BİLİM VE TEKNOLOJİSİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: MELTEM TÜRKATAR
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ali Çırpan
Eş Danışman: Gönül Hızalan Özsoy
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, cihaz performansı üzerinde monoflorlanmış, diflorlanmış ve diklorlanmış kinoksalin ünitelerinin etkisini araştırmak için, bir tiyofen π köprüsü içeren, Stille çapraz-bağlantı reaksiyonu yoluyla altı farklı donör-akseptör tipi benzoditiyofen-kinoksalin bazlı konjuge polimer sentezlendi. Yapısal çeşitlilik, biri bu çalışma kapsamında sentezlenen tiyenotiyofen içeren ve diğeri klor ikame edilmiş yan zincirlere sahip ticari olarak temin edilen iki farklı BDT çekirdeği ile, ayrıca kinoksalin ünitesindeki halojen ikamelerinin sistematik olarak değiştirilmesiyle sağlandı. Altı polimer, kinoksalin ünitesindeki halojenleme derecesi ve BDT çekirdek yapısına göre sistematik olarak sınıflandırıldı: P1, P3 ve P5 tiyenotiyofen temelli BDT içerirken; P2, P4 ve P6 polimerlerinde ise klor ikame edilmiş BDT kullanıldı. Akseptör birimine bakıldığında, P1 ve P2 diflorlu kinoksalin, P3 ve P4 diklorlu kinoksalin, P5 ve P6 ise monoflorlu kinoksalin kullanılarak sentezlendi. Sentezlenen polimerler Nükleer Manyetik Rezonans (NMR), Jel Geçirgenlik Kromatografisi (GPC), Termal Gravimetrik Analiz (TGA), UV-Vis Spektrometrisi ve Diferansiyel Darbe Voltametrisi (DPV) kullanılarak karakterize edildi. Polimerlerin Egᵒᵖ değerleri 1.72–1.98 eV aralığında, HOMO/LUMO enerji seviyeleri ise −5.62/−3.86 ile −6.26/−3.81 eV aralığında tespit edildi. Sentezlenen polimerler, ITO/PEDOT:PSS/Donör:Akseptör/PDINN veya PDINO/Ag yapısal düzenine sahip organik güneş pili cihazlarının üretiminde kullanıldı. Konjüge polimer:akseptör bazlı organik güneş pilleri, azot atmosferinde çalışan bir eldivenli kabin sistemi içerisinde üretildi ve akım-gerilim karakteristikleri AM 1.5G ışığı altında bir güneş simülatörü kullanılarak analiz edildi. En iyi cihazların verimleri; P1 için %5,99, P2 için %8,16, P3 için %1,48, P5 için %4,84 ve P6 için %7,02 olarak belirlendi.