Bina içi organik fotovoltaik uygulamalar için malzemelerin değerlendirilmesi
Evaluation of materials for indoor organic photovoltaic applications
Yazar: GÜNEŞ AYDIN
Danışman: PROF. DR. ZEHRA YUMURTACI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Organik fotovoltaikler (OPV) geleceğin ve günümüzde gelişmekte olan, özellikle bina içi uygulamalar için elverişli olması ve bireysel kullanıcılar bazında kullanımı yaygınlaştırılabilecek potansiyeli olması sebebiyle temiz enerji teknolojilerinden biri olarak dünyada birçok ülkede araştırılan bir alan haline gelmiştir. Türkiye'de de bu konuda gelişmekte olan teknolojik çalışmaları tanıtmak adına, detaylarıyla ve varyasyonlarıyla incelemek amaçlı laboratuvar çalışmaları yapılmasına gerek duyulmaktadır. Bu nedenle, daha önceki yapılan çalışmalar incelenerek belirlenen, organik fotovoltaik malzemelerin imalat talimatlarına uygun yöntemler, Bochum Ruhr Üniversitesi Lazer Teknoloji Uygulamaları Laboratuvarı'nda denemelerle geliştirilmiş ve gerekli deneyler ve ölçümler analiz edilmiştir. İlgili laboratuvarlarda yapılmakta olan Ar-ge projesi kapsamında temin edilen cihazlar kullanılmış, deney örnekleri hazırlanarak, ileride devamı gelecek Ar-ge projelerine kaynak olabilmesi açısında OPV üretim detayları incelenmiştir. Bununla birlikte, önceki çalışmalar irdelenerek ilk olarak konunun Enerji sektöründeki yeri ve son durumu, Güneş Enerji Panelleri ve güncel araştırmaları ve OPV'lerin güneş enerjisi ile sağlayabileceği elektriksel özellikler incelenerek, iç ortam koşullarındaki verimlilikleri ile araştırmalar tamamlanmıştır. Genel olarak önceki çalışmalar OPV'lerin, inorganik emsallerine kıyasla güneş aydınlatması altında daha düşük fotovoltaik performans sergilendiğini göstermektedir. Bunun yanı sıra, değiştirilebilir optik ve güçlü absorbsiyon yetenekleri olan OPV'lerin loş aydınlatma şartlarında çok düşük kaçak akımlar oluşturması nedeniyle inorganik teknolojilere göre iç mekan ışıklarını daha verimli bir şekilde elektriğe dönüştürebilmektedir. Hafif ve esnek olmaları dolayısı ile de kablosuz sensör ağları gibi bina içi uygulamalar için de güç kaynağı olarak kullanılmak için ideallerdir.

Abstract:
Organic photovoltaics (OPV) has become an area researched in many countries all over the earth as one of the clean energy technologies, as it is suitable for future and developing, especially by the way of indoor applications and has the potential to be used easily by the  individual users. In order to introduce the developing technological studies on this subject to Turkey, it is necessary to continue with laboratory studies to examine them in detail and the variations. For this reason, the methods in accordance with the manufacturing instructions of organic photovoltaic materials, which were determined by examining the previous studies, were developed in Bochum Ruhr University Laser Technology Applications Laboratories and the necessary experiments and measurements were analyzed there. The devices provided thanks to the consistency R&D project carried out in the relevant laboratories were used, the experimental samples were prepared, and the OPV production details were learned in order to be a source for future R&D projects. Also, by examining the previous studies, first of all, the place and current status of this subject in Energy market, Solar Energy Panels and related current researches and the electrical properties that OPVs can provide with solar energy have been examined, and the researches have been completed with their efficiency in indoor conditions. Overall, the last studies consider that OPVs have lower photoelectrical properties of the performance under solar conditions compared to other similar materials like inorganic materials. However, it has been shown that OPVs can convert indoor photon energy to the electricity energy better and more efficiently than the inorganic technologies due to their high tunable optic properties and high absorbing capacity and smaller amount of leakage-currents under indoor-lighting. Also they are light and mechanically flexible so, this makes them much more useful as ideal power supplies for indoor applications such as wireless sensor systems and networks like internet of things (IoT).