Boya duyarlı güneş pili üretimi için yeni materyallerin geliştirilmesi
Fabrication of new materials for dye-sensitized solar cells
Yazar: SERKAN DAYAN
Danışman: PROF. DR. NİLGÜN ÖZPOZAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Çalışma I: Bu çalışmada imin bağı içeren 6-10 ve sülfonamit işlevsel gruplu 16-20 numaralı yeni iki seri rutenyum(II) kompleksleri sentezlendi ve NMR, FT-IR, UV-vis, CV gibi teknikler kullanılarak karakterizasyonları yapıldı. Daha sonra boya-duyarlı güneş pilleri (DSSC) için fotoaktif boya olarak test edildiler. İmin bağı taşıyan rutenyum(II)-aren komplekslerinin (6-10), DSSC'deki performansları AM1.5G ışığı altında güç dönüşüm verimliliği % 0,03-0,10 aralığında, diğer bir seri olan rutenyum(II) komplekslerinin (16-20) ise sırasıyla % 1,26, % 1,08, % 1,58, % 0,90 ve % 1,36 olarak bulundu.
Çalışma II: N-koordine paladyum(II) kompleksleri [PdL2] (L: N-N-kinolin-8-il-R-benzensülfonamitler) (21-25) ve MWCNTs destekli [PdL2] hibrit nano-materyalleri (26-30) sentezlendi ve çeşitli tekniklerle (NMR, FT-IR, XRD, UV-vis, SEM-EDX vb.) karakterize edildiler. MWCNTs destekli [PdL2] materyalleri (26-30) karşı elektrot katalizörü olarak, boya-duyarlı güneş pili (DSSC) içerisinde, triiyodür/iyodür redoks tepkimesinde test edilerek elektro-katalitik aktiviteleri araştırıldı. Hibrit karşı elektrotlar (26-30) ve sadece MWCNTs'ün DSSC hücresindeki performansları, Pt karşı elektrotun kontrol grubu olarak % 100 performans sayıldığı göreceli verimlilik hesabında, sırasıyla, ƞrel değerleri, % 64,27, % 54,07, % 53,75, % 51,52, % 44,82 ve % 27,27 olarak kaydedildi.
Anahtar Kelimeler: Rutenyum boya, DSSC, Sülfonamit, Schiff Bazı, Katalizör, Karşı elektrot, Nanomateryal, Güneş pilleri

Abstract:
Study I: Two new series of ruthenium(II) complexes (6-10 bearing an imine bond and 16-20 bearing a sulfonamidate group) were synthesized and characterized by NMR, FT-IR, UV-vis, CV etc. and tested as a photoactive dye for dye-sensitized solar cells (DSSC). The performance of the ruthenium(II)-arene bearing imine bond complex types (6-10) as a dye on DSSCs produced cells with power conversion efficiencies (PCEs) of around 0.03-0.10%. Then, the photoactive dye properties of the new ruthenium(II) complexes (16-20) were examined and the PCEs were founded as 1.26%, 1.08%, 1.58%, 0.90% and 1.36% under AM1.5G irradiation, respectively. 
Study II: N-coordinate palladium(II) complexes [PdL2] (L: N-N-quinoline-8-yl-R-benzenesulfonamides) (21-25) and [PdL2] complexes assembled on MWCNTs hybrid nanomaterials were synthesized and characterized by different techniques (NMR, FT-IR, XRD, UV-vis, SEM-EDX etc.). The [PdL2] impregnated MWCNTs materials (26-30) were applied as a counter electrode (CE) catalyst for triiodide to iodide reduction reaction in the dye-sensitized solar cells (DSSC) and investigated electro-catalytic activities. The DSSCs based on the hybrid counter electrodes (CEs) (26-30) and bare MWCNTs are indicated a relative efficiency (ƞrel) of 64.27%, 54.07%, 53.75%, 51.52%, 44.82%and 27.27%concerning a Pt CE control device set at 100%. 
Keywords: Ruthenium dye, DSSC, Sulfonamide, Schiff Base, Catalyst, Counter electrode, Nanomaterial, Solar cells