Boya temelli güneş hücreleri için bor içeren makro halkalı yeni bileşiklerin sentezlenmesi
Novel SubPc derivatives: synthesis and study on the performance of dye sensitized solar cells
Yazar: ŞİFA DOĞAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERSAN HARPUTLU
Tarsus Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy ; Kimya = Chemistry ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Bor = Boron ; Ftalosiyaninler = Phthalocyanines ; Güneş pilleri = Solar cells ; Halkalı bileşikler = Cyclic compounds ; Sensörler = Sensors

Özet:
Subftalosiyaninler (SubPc), merkezinde bor atomu bulunduran, sahip oldukları 3 izoindol ünitesinin ise merkezinde mevcut olan bor atomuna bağlı olmasıyla koni şeklini almış bileşiklerdir. SubPc'lerin yapısındaki 14π-elektron yapı içerisinde delokalize bir şekilde bulunur. SubPc'lerin merkezinde bulunan bor atomu yapının moleküler eksenini belirlediğinden dolayı diğer makro halkalı aromatik bileşiklerden farklı olarak düzlemsel değil koni şeklini almıştır. Yaygın düzlemsel aromatik bileşiklerden farklı olarak SubPc'lerin konik yapıları organik çözgenlerde kümeleşme (agregasyon) eğilimini engelemektedir. SubPc'lerin ultraviyole ve görünür ışık  (UV-Vis) spektrumunda, karakteristik iki şiddetli absorbsiyon bandı olan, Q (500-700 nm) ve Soret-B (300 nm) görülmektedir. SubPc'lerin absorbsiyon pikleri yapının periferal konumuna bağlanacak donör veya akseptör gruplar ile daha uzun dalga boyuna kaydırılabilir. Bu yüksek lisans tez çalışmasında yeni SubPc türevleri sentezlenmiş, fotofiziksel ve elektrokimyasal karakterizasyonları yapılarak, boya temelli güneş hücrelerinde güneş ışığından elektrik enerjisi üretim potansiyelleri incelenmiştir. Ayrıca, SubPc'lerin periferal konumuna bağlanan farklı grupların molekülün çözünürlüğüne, absorbsiyonuna ve HOMO-LUMO enerji seviyelerine etkileri araştırılmıştır.

Abstract:
Subphthalocyanines (SubPc) are compounds that have a boron atom in their center and have taken the shape of a cone with their 3 isoindole units attached to the boron atom present in the center. The 14π-electron in the structure of SubPc is found in a delocalized form in the structure. Since the boron atom in the center of SubPc determines the molecular axis of the structure, unlike other macrocyclic aromatic compounds, it takes the form of a cone rather than a planar. Unlike common planar aromatic compounds, the conical cells of SubPc prevent aggregation tendency in organic solvents. In the ultraviolet and visible light (UV-Vis) spectrum of SubPc, two characteristic intense absorption bands, Q (500-700 nm) and Soret-B (300 nm) are seen. The absorption peaks of SubPc can be shifted to longer wavelengths by donor or acceptor groups to be attached to the peripheral position of the structure. In this master's thesis study, the photophysical and electrochemical characterizations of synthesized, photophysical and electrochemical characterizations of new SubPc derivatives were investigated, and the potential for electric energy generation from sunlight in dye-based solar cells was investigated. In addition, the effects of different groups attached to the peripheral position of SubPc on the solubility, absorption and HOMO-LUMO energy levels of the molecule were investigated.