Yarıiletken polimerler kullanılarak çift eklemli organik güneş pillerinin hazırlanması
Fabrication of organic tandem solar cells using semiconducter polymers
Yazar: AREN YAZMACIYAN
Danışman: DOÇ. DR. SERAP GÜNEŞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Enerji = Energy ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Dünya'nın enerji ihtiyacı her geçen gün katlanarak artmakta ve bu bağlamda doğal kaynaklar giderek azalmaktadır. Daha temiz bir enerji üretip tüketmek adına, organik elektronik gelecek vaat eden bir alandır. Düşük maliyetli üretim ve birçok aygıta kolay entegrasyon gibi avantajları ile organik yarıiletken malzemeler son çeyrek yüzyılda büyük bir önem kazanmıştır. Bu malzemeler; organik fotovoltaik (OPV), organik alan etkili transistörler (OFET), organik LEDler (OLED) gibi uygulama alanlarına sahiptir. Özellikle organik güneş pili (OSC) araştırmaları bu zaman diliminde dünya çapında büyük ilgi uyandırmıştır. Son yıllarda da bu konudaki araştırmalarda teşvik edici sonuçlar elde edilmiş ve bu çalışmalar ışığında güneş pillerinin verimini arttıran tandem yapısı kullanılmaya başlanmıştır. Bu tez çalışmasında, kimyasal yapıları şekilde gösterilen p-tipli (elektron veren) poli(3-hekzil)tiyofen (P3HT), poli[N-9?-heptadekanil-2,7-karbazol-alt-5,5-(4?,7?-di-2-tienil-2?,1?,3?-benzotiadiazol)(PCDTBT), bakırftalosiyanin (CuPc) ve poli[2-metoksi-5-(3?,7?-dimetiloktiloksi)-1,4-fenilenvinilen] (MDMO-PPV) ile n-tipli (elektron alan) Buckminsterfulleren (C60) ve 1-(3-metoksikarbonil) propil-1-fenil[6,6]C61) (PCBM) fulleren türevi kullanılarak hazırlanan tandem fotovoltaik hücrelerinde farklı aktif tabaka konsantrasyonları ve kalınlıklarının, farklı rekombinasyon katmanlarının verime etkisi incelenmiş ve optimizasyon için sıcaklığın etkisi gözlemlenmiştir.

Abstract:
World's energy demand is increasing rapidly and natural resources are running out proportionally. In order to produce and consume a cleaner energy, organic electronics seem to be promising. Due to advantages like low cost production and easy integration to many devices, organic semiconductors gained a higher importance in the last decades. These materials come along in applications such as organic photovoltaics (OPVs), organic field effect transistors (OFETs), organic light emitting diodes (OLEDs). Especially, research in the area of organic solar cells (OSCs) has got a great amount of attention worldwide in this time span. Encouraging results have been recieved in recent years which led scientists to synthisize new materials and develop device configuration to tandem structure, in order to increase the device efficiency. In this thesis, it is aimed to examine the effects of different active layer concentrations and thicknesses on the efficiency of organic tandem solar cells. Moreover, the effect of annealing is also observed. Organic tandem solar cells are prepared by using (p) type (electron donor) poly(3-hexyl)thiophene (P3HT), Poly[N-9'-heptadecanyl-2,7-carbazole-alt-5,5-(4',7'-di-2-thienyl-2',1',3'-benzothiadiazole)] (PCDTBT), poly[2-methoxy-5-(3?,7?-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylenevinylene] (MDMO-PPV), copper phthalocyanine(CuPc) with (n) type (electron acceptor) Buckminsterfullerene (C60) and1-[3-(methoxycarbonyl)propyl]-1-phenyl-[6,6]C61 (PCBM) fullerene derivative whose chemical structures are shown in Figure.