Syntheses of conjugated polymers and investigation the effect of gold nanoparticle - thiol interaction for organic solar cell application
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SELİN GÜLMEZ
Danışman: ALİ ÇIRPAN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tezde beş adet benzo[c][1,2,5]tiadiazol bazlı konjuge polimer sentezlenmiştir. Bunlardan dördü Stille ve Suzuki kenetlenme tepkimeleri ile sentezlenmiştir ve geri kalan polimer, post-polimerizasyon ile sentezlendi. Alkil zincirinin ucundaki fonksiyonel grupların etkisi analiz edildi. Ayrıca, P1-SH için organik güneş pili verimliliği üzerindeki tiyol grubu ve altın nanoparçacık etkileşimi araştırıldı. Polimerlerin elektronik ve optik bant aralıkları P1, P1-Br, P1-SH, P2 ve P3 için sırasıyla 1.85/1.81, 1.95/1.85, 1.83/1.95, 1.87/1.87 ve 1.83/1.85 eV olarak bulunmuştur. Ayrıca, organik güneş pillerinin aktif tabakasına altın nanoparçacıkların eklenmesinin fotovoltaik özellikler üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Sentezlenen polimerleri değerlendirmek için jel geçirgenlik kromatografisi (GPC), termal gravimetrik analiz (TGA), diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve UV-Vis-NIR spektroskopisi kullanıldı. Döngüsel voltametri (CV) tekniği kullanılarak polimerlerin redoks davranışları ve elektronik bant boşlukları incelenmiştir. Nitrojen dolu bir eldivenli kabin sisteminde cihaz üretimi ve akım/gerilim özelliği ölçümleri yapılmıştır. Sentezlenen polimerler, ITO/PEDOT:PSS/polimer:PC71BM/LiF/Al'nin tipik tip cihaz yapısı için verici birimler olarak görev yaptı ve PC71BM alıcı birim olarak hizmet etti. 100 mW cm-2 ışık altında, cihazların fotovoltaik özellikleri ölçüldü. PCE açısından en iyi cihaz performansları P1 için %2.06 , P1-Br için % 1.52, P1-SH için %1,22 bulundu. P1-SH:AuNP'lerin fotovoltaik çalışmaları araştırılmış ve PCE açısından en iyi cihaz performansları % 1.08 olarak bulunmuştur.