Synthesis, characterizations, and applications of conjugated small molecules and polymers for organic solar cells and organic light-emitting diodes
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: OĞUZHAN KARAKURT
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ali Çırpan
Eş Danışman: Çağatay Dengiz
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez, organik güneş pilleri (OSCs) ve organik ışık yayan diyotlar (OLEDs) için ileri düzey organik optoelektronik malzemelerin tasarımını, sentezini ve karakterizasyonunu sunmaktadır. Çalışma, bağışçı-alıcı (D-A) konjuge polimerler, termal olarak aktive edilmiş gecikmeli floresans (TADF) yayıcılar ve altın nanoparçacık (AuNP) bazlı nanoyapılar üzerine odaklanmaktadır. Ligant içermeyen AuNP'ler, OSC aktif katmanlarına dâhil edilmiş ve tiyol-fonksiyonlu benzoksadiazol bazlı konjuge polimerlerle kovalent etkileşimler yoluyla stabilize edilmiştir. AuNP'lerin eklenmesi, ışık emilimini artırmış ve yük rekombinasyonunu azaltmış, böylece güç dönüşüm verimliliğinde (PCE) %21,4'lük bir artış sağlamıştır (2,71%'den 3,29%'a). Benzoksadiazol-tiyenopirrol alıcıları ve selenofen π-köprüleri içeren konjuge rastgele kopolimerler, ayarlanabilir bant aralıkları (1,67–1,70 eV) sergilemiştir. Bu polimerler, kısa devre akım yoğunluğu (JSC) 11,44 mA/cm², açık devre voltajı (VOC) 0,80 V ve dolum faktörü (FF) %68,81 olmak üzere maksimum %6,26 PCE elde etmiştir. Ayrıca, selenofen π-köprülerine sahip D-A polimerlerinde silikon katkısının etkisi araştırılmıştır. Elde edilen silikon içeren polimer, geliştirilmiş π-konjugasyonu, artırılmış moleküler planarlığı ve daha düşük HOMO-LUMO bant aralığı (silikon içermeyen polimer için 1,64 eV'e kıyasla 1,56 eV) sergilemiştir. Silikon içeren OSC'ler, JSC 8,60 mA/cm², VOC 0,66 V ve FF %64,04 olmak üzere %3,64 PCE göstermiştir. OLED uygulamaları için kükürt ve selenyum ile sübstitüe edilmiş triarilboron çekirdeklerine sahip TADF yayıcılar geliştirilmiştir. Bu yayıcılar, 0,007 eV kadar düşük tekil-üçlü enerji boşlukları, %85'e varan fotolüminesans kuantum verimleri ve %25,3'e kadar harici kuantum verimleri (EQE) sergilemiştir. Bağışçı birimlerin seçimi ve konformasyonel