Doymamış nitril bileşiklerinin sentezi, karakterizasyonu ve 
potansiyel uygulamaları
Synthesis, characterization of unsaturated nitrile compounds and their potential applications
Yazar: ABDULLAH TORAMAN
Danışman: PROF. DR. FERAY AYDOĞAN ; DR. ÇİĞDEM YÖRÜR GÖRECİ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Enerji = Energy ; Kimya = Chemistry

Özet:
Günümüzde alternatif enerjiye yönelik çalışmalar giderek hız kazanmış ve bu alternatif enerji kaynakları arasında güneş enerjisi, mevcut potansiyeli yönünden diğerlerine göre ön plana çıkmıştır. Bu enerjiyi verimli kullanabilmek için organik ve anorganik güneş pilleri oluşturulmuştur. Günümüzde anorganik güneş pilleri verimlerinin yüksek olması nedeniyle daha çok kullanılmaktadır. Fakat anorganik güneş pillerinin yüksek maliyet ve işlenebilirliğinin zorluğu sebebiyle organik güneş pillerine olan ilgi günden güne artmaktadır. Organik güneş hücrelerinin, anorganik güneş hücrelerine nazaran kolay üretilebilir ve düşük maliyetli olması en önemli avantajları arasındadır. Bunun dışında organik güneş pillerinin geniş alanlara kolayca kaplanabilmesi ve esnek özellikte olması birçok uygulamada kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Ayrıca Organik kimyanın gelişmesi ve buna parallel olarak organik bileşiklerin özelliklerinin arttırılması güneş pili teknolojisinin hızlı gelişmesine neden olmaktadır.
Günümüzde sıklıkla çalışılan organik güneş pilleri yapısal olarak, iki elektrot arasına yerleştirilmiş donör ve akseptör çift tabakalı yapılardır. Nitril grubu içeren organik moleküller güçlü akseptör özelliklerinden dolayı bu tür organik güneş pillerinde sıklıkla
kullanılmaktadır.
Bu bilgiler doğrultusunda, hedeflenen çalışmada, α,β-doymamış nitril bileşiklerinin sentezi gerçekleştirilmiştir. Tüm sentezlenen bileşikler farklı spektroskopik yöntemler (UV-Vis, FTIR, 1H NMR, 13C NMR, LC-MS) kullanılarak karakterize edilmiştir. Elde edilen bileşikler güneş pili alanında kullanılmak üzere dizayn edilmiştir. Bu amaçla güneş pili uygulamaları için fotovoltaik çalışmalar hem teorik ve hem de deneysel olmak üzere iki kısımda gerçekleştirilmiştir. Teorik çalışmada optimize molekül yapıları belirlenerek, HOMO-LUMO enerji düzeyleri ve enerjileri teorik olarak Gaussian 09 W programı ve DFT/B3LYP metodu kullanılarak incelenmiştir. Deneysel çalışmada ise basit güneş pilleri oluşturulup, tüm bileşikler için akım-voltaj grafikleri çizilerek teorik ve deneysel veriler karşılaştırılıp moleküllerin fotovoltaik potansiyelleri belirlenmiştir.

Abstract:
Nowadays, studies has been directed towards alternative energy, among all other alternative energy sources, solar energy has became much interested because of it's existent potential. In order to use this energy effectively, organic and inorganic solar cells have been designed. Inorganic cells are used more than organic cells because of their high efficency. However, due to the high cost and difficulyt in working with inorganic solar cells interest to the organic solar cells has been increased. The easy production and low cost are important advantages of organic solar cells compared to inorganic ones.
Besides, easily coating on wide surfaces and increasing in flexibility depending on the used material increases their application field. Also by the developments in organic chemistry, giving superior features to the synthesized organic compounds with various starting materials leads to the rapid development of this technology.
Nowadays frequently studied organic solar cells are the donor and acceptor bilayer structures disposed between two electrodes. Organic molecules containing nitrile group used in organic solar cells because of their strong acceptor characteristics.
In this study, synthesis of α,β-unsaturated nitrile compounds was performed. All synthesized compounds were characterized using different spectroscopic methods (UV-Vis, FTIR, 1H NMR, 13C NMR, LC-MS). These compounds were designed to use in solar cells. By this aim, fotovoltaic investigations for solar cell applications were done in two part as theoretical and experimental. In theoretical study, optimized molecular structures were determined and HOMO-LUMO energy levels were calculated using DFT/B3LYP method with Gaussian 09 W, theoretically. In experimental part, simple solar cells were made, current-voltage graphics of all compounds were drawn and theoretical and experimental data were compared to determine photovoltaic potential of all compounds.