Boya temelli güneş pillerine yönelik yeni subftalosiyanin türevlerinin sentezi ve performans çalışmalarının yapılması
Novel subpc derivatives: Synthesis and study on the performance of dye sensitized solar cells
Yazar: FATMA ASLIHAN SARI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MİNE İNCE OCAKOĞLU
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Enerji = Energy ; Kimya = Chemistry

Özet:
Subftalosiyaninler (SubPc) 14-elektron sisteminin halka içerisinde delokalize 
olduğu merkezinde bor atomu içeren üç isoindol üniteden oluşmuş aromatik makro 
halkalı     yapılardır.    Merkezde    bulunan     bor    atomunun    molekül    eksenini 
belirlemesinden  dolayı,  subftalosiyaninler  diğer  aromatik  makro  halkalı  yapılardan 
farklı    olarak    düzlemsel    değil    koni    biçimindedirler.    Bu    yapısal    farklılık 
subftalosiyanin  moleküllerinin  organik  çözgenlerde  kümeleşmesini  (agregasyon) 
önler.  Subftalosiyaninlerin  UV-Vis  spektrumlarında,  Q  ve  Soret  bant  olmak  üzere 
karakteristik  iki  şiddetli  bant  gözlenir.  500-700  nm  (Q  bant)  ve  300  nm  (Soret-B 
bant)  civarındaki  bu  absorbsiyon  aralıkları  subftalosiyaninlerin  periferal  konumuna 
bağlanan donör veya akseptör gruplar ile istenilen uygulama alanına göre daha uzun 
dalga boyuna kaydırılabilir. Bu durum, subftalosiyaninlerin özellikle son yıllarda sıvı 
kristal, non-lineer optik,  organik  güneş pilleri ve  fotodinamik terapi  (PDT)  gibi bir 
çok alanda kullanım alanı bulmasını sağlamıştır. 
Bu yüksek lisans tez çalışmasında, farklı fonksiyonel gruplar içeren asimetrik 
yeni   subftalosiyaninler   sentezlenmiş,   foto   fiziksel   özellikleri   araştırılmış   ve 
karakterizasyonları  yapılmıştır.  Asimetrik  subftalosiyaninler  periferal  konumda  iki 
donör  grup   ve  bir  akseptör  grup  olarak  karboksilik  asit  grubu  içermektedir. 
Subftalosiyaninlerin  periferal  konumuna  bağlanacak  farklı  gruplar  ile  molekülün 
çözünürlüğü,  absorbsiyonunun  güneş  spektrumunda  kırmızı  bölgeye  kayması  ve 
HOMO-LUMO  enerji  seviyeleri  gibi  özelliklerinin  değiştirilmesi  planlanmıştır. 
Asimetrik  subftalosiyanin  molekülleri  içerdikleri  karboksil  grubu  ile  TiO 2   yarı 
iletkene   bağlanarak   ve   fotosensör   olarak   boya   temelli   güneş    pillerindeki 
performansları incelenmiştir. 
 
Anahtar Kelimeler: Subftalosiyanin, Boya Temelli Güneş Pilleri.

Abstract:
Subphthalocyanines (SubPcs)      are      aromatic      macrocycles formed      by 
three   isoindole  units  having  a  delocalized  14  π-electron  system  around  a  central 
boron  atom.In  the  UV-Vis  spectrum  of  SubPcs  two  intense  characteristics bants 
called Q and Soret bants are observerd.The absorption range of SubPcs ,500-700 nm 
(Q  bant)  and  300  nm  (Soret-B  bant)  ,can  be  shifted to longer  wavelength  for   the 
desired     application     areas     with     bearing     donor     and     acceptor     groups 
located inthe peripheral position. As well as being chemical and thermal stability,due 
to  cone-shaped  structure  SubPcs  don't   show  aggregation,  unlike  many  aromatic 
molecules.    Consequently,    SubPcs have    been notable    molecules    for    various 
applications in many research fields such as organic solar cells, photodyanic therapy, 
light-emitting diodes, nonlinear optics and liquid crystal especially in recent years. In 
this  study,  two  different  SubPc  derivatives   which  can  be  used  as  a  photosensor in 
dye-sensitized   solar   cells(DSSC) ,bearing   carboxylic   acid   in   the   peripheral 
position  were   synthesized. Synthesized   SubPc   molecules   involve tertiary   butyl 
phenol in the axial position, aromatic and aliphatic two donor groups with different 
properties and an acceptor ( carboxylic acid) group inthe peripheral position. Binding 
molecule  to  the   TiO 2   semiconducter  surface  with  carboxylic  acid  group  and 
modification  of   the  molecule  properties  such  as  the  solubility  ,HOMO-LUMO 
energy levels and absorption with strong electron donor groups are intended. These 
synthesized SubPcs used as the photosensor in  dye-sensitized solar cells(DSSC) and 
the solar cell performance determined. 
 
Key Words: Phthalocyanine, Subphthalocyanine, DSSC.