Rational molecular design enables efficient organic solar cells and organic light emitting devices

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: EDA ALEMDAR YILMAZ

Danışman: ALİ ÇIRPAN

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Organik konjuge polimerler ve organik küçük moleküller, önümüzdeki yıllarda dünyanın en kritik zorluklarından biri olan temiz enerji üretimini karşılama konusunda büyük bir potansiyele sahiptir. Yarı iletken özellikleri nedeniyle organik konjuge moleküller, düşük maliyetli, hafif ve esnek olmaları nedeniyle organik güneş pilleri (OSC'ler) ve organik ışık yayan diyotlar (OLED'ler) gibi temiz enerji uygulamaları için umut verici adaylardır. Bu çalışma, verimli OLED'ler ve OSC'ler için akılcı moleküler tasarımı kapsar. İlk bölüm, benzotiyadiazolün mono-flor eklenmesinin ve alkoksi grubunun alkiltienil ile değiştirilmesinin yığınsal heteroeklem (BHJ) OSC'lerin performansı üzerindeki etkisini kapsar. Random polimerler taşıyan üç benzoditiyofen (BDT) ve tieno[3,4-c]pirol-4,6-dion (TPD) arasında, en iyi performans gösteren cihaz (P-FBDT), %9,21'lik bir güç dönüştürme verimliliği (PCE) sergiler: %60'lık bir doldurma faktörü (FF) ve 15,4 mA/cm2 kısa devre akım yoğunluğu (JSC). İkinci bölüm, konjuge sistemlerde termal olarak aktive edilmiş gecikmeli flüoresansın (TADF) gözlemlenmesini içerir. Spin-orbital eşleşme sabitinin etkisi, donör ünitesine Selenyum atomunun dahil edilmesiyle gösterilmiştir. Bu çalışmada, sırasıyla yeşil, mavi ve sarımsı yeşil renklerde üç farklı ışık yayan malzemeler (SeDF-G, SeDF-B ve SeDF-YG) kullanılarak üç farklı OLED üretilmiştir. SeDF-G tabanlı TADF OLED'ler ile maksimum harici kuantum verimliliği (EQE) %30,8 ve maksimum lümen 17000 cd/m2'dir. Üçüncü bölümde, fotoaktif katmanda UV-VIS'de ışığı soğurma spektrumları tamamlayıcı olan iki polimer elektron verici (P1 ve PTB7-Th) olarak kullanılarak çok eklemli OSC'ler üretildi. Işığın daha fazla soğurulması ile artan kısa devre akım yoğunluğu (JSC), cihaz verimliliğinde bir artışa yol açmıştır.