Perovskit güneş hücresi için katyonla uyarlanmış katı elektrolit sentezi ve kullanımı
Synthesis and use of cation-tuned solid electrolyte in perovskite solar cell
Yazar: KHAN MOHAMMAD RAHMAT
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA CAN
İzmir Katip Çelebi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Enerji = Energy ; Kimya = Chemistry ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Son yıllarda, Perovskit halojenür güneş hücreleri, üstün fotofiziksel özellikleri, yüksek enerji dönüşüm verimliliği ve uygun maliyetli bir çözüm potansiyeli nedeniyle birçok bilim insanı ve endüstriyel firmalar tarafından yoğun bir şekilde çalışmaktadır. Boşluk taşıyıcı malzemeleri,  perovskit güneş hücrelerenin sorunsuz çalışabilmesi için önemli bir rol oynamaktadır. Yüksek performanslı küçük organik molekül (small molecules)  boşluk ileten malzemeler, iyi cihaz tekrarlanabilirliği ve uzun vadeli kararlılık ile perovskit güneş hücreler oluşturma yetenekleri nedeniyle polimer boşluk iletim malzemelerine göre oldukça tercih edilir. İdeal olarak, katkısız küçük molekül tabanlı boşluk taşıma mazlemeleri geleneksel çözücülerde iyi çözünürlüğe, yüksek termal kararlılığına (yüksek bozunma sıcaklığı (Td) ve cam geçiş sıcaklığı sıcaklığı (Tg)), görünür bölgede düşük adsorpsiyona, perovskit yüzeyinde iyi film oluşturma ve uygun bir enerji seviyesine sahip olmalıdır.
Bu tezde 2 tane farklı yapıya sahip boşluk iletim malzemesi (HTM; KM-1 ve KM-2) sentezlenmiştir. Sentezlenen bileşiklerin moleküler yapısı spektroskopik yöntemlerle (ultraviyole, floresan, 1H NMR  ve 13C NMR ) aydınlatılmıştır.  NMR  NMR Bu bileşiklerin termal kararlılık testlerinde TGA ve DSC yöntemleri kullanılırken elektorkimyasal özellikler içindöngüsel voltametri kullanıldı. Elektrokimyasal ölçümlerde KM-1 ve KM-2 bileşiklerinin HOMO enerji seviyeleri, sırasıyla , −5,27 ve −5,23 eV olarak hesaplandı. Tg değerleri ise 36-71 oC aralığında olduğu bulundu. KM-1 ve KM-2 bileşiklerinin HTM olarak kulanılanıldığı perovskit güneş hücrelerinin aygıt mimarisi FTO/c-TiO2/PVST/KM-1veya KM-2/MoO3/Ag  şeklindedir ve yapılan optimizasyon çalışmalarında KM-1 [% 0.65] ve KM-2 [% 0.033]  performanslar göstermiştir.

Abstract:
In recent  years, perovskite Halide (PSC) solar cells have attracted the attention of many scientists and the industrial community due to their attractive photophysical properties, high energy conversion efficiency (PCE), and potential for a cost-effective solution process. Hole transporting materials (HTM) play an important role in the realization of stable solar cells (PSC). High-performance small molecule-free HTMs (SM-HTMs) are highly desirable due to their ability to form PSCs with good device reproducibility and long-term stability. Ideally, unadulterated SM-HTMs should have good solubility in conventional solvents, high thermal stability (high decomposition temperature (Td) and glass transfer temperature), low adsorption in the visible region, good energy level with high perovskite adsorbent.
In this dissertation, two different HTMs are made. The structure of all synthesized compounds was defined by spectroscopy. The structure of the two compounds was determined by ultraviolet, fluorescence, 1H NMR and 13C NMR. Thermal stability tests (TGA, DSC), cyclic voltammetry were also performed. Electrochemical measurements, electrochemical and photophysical properties of HOMO energy levels of both materials −5.27 eV and −5.23 eV for KM-1 and KM-2, respectively were investigated. Glass transition temperatures were found to be in the range of 36-71oC. The structure used as HTM of perovskite solar cells of synthesized KM-1 and KM-2 compounds is FTO/c-TiO2/PVST/KM-1-KM-2/MoO3/Ag and in optimization studies, KM-1 [0.65%] and KM- 2 [0.033%] showed performances.