Polipirol, polianilin, polietilendioksitiyofen içeren tabakalı elektrokromik cihaz (ECD) üretimi ve özelliklerinin araştırılması
Production of laminal electrochromic devices (ECDs) containing polypyrrole, polyaniline, polyethylenedioxythiophene and investigation their properties
Yazar: UFUK ABACI
Danışman: PROF. DR. H. YÜKSEL GÜNEY
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Ürettiğimiz enerjinin büyük bir kısmının ısıtma ve aydınlatmaya harcandığını düşünecek olursak, bu alanda verimliliği ve tasarrufu artıracak yöntemlerin geliştirilmesinin büyük fayda sağlayacağı açıktır. Özellikle iç mekanlarda, güneş enerjisinin daha geniş ölçüde ve daha verimli kullanılması için yeni mimari anlayış ve malzemelerin geliştirilmesi problemin çözümü için büyük katkı sağlayabilecek potansiyele sahiptir. Dolayısıyla yeni tür malzemeler ve bu malzemelere dayanan cihaz ve yapıların geliştirilmesi, günümüz teknolojisi ve araştırma alanı için oldukça büyük bir öneme sahiptir.
Bu çalışmada, elektrokromik cihaz oluşturma adına, pirol, anilin, 3,4-etilendioksitiyofen, elektropolimerizasyon yöntemi ile ITO kaplı cam üzerine tek ve iki katlı filmler oluşturacak şekilde kaplanmış ve elektrokimyasal, morfolojik ve spektroelektrokimyasal özellikleri kalınlığa bağlı olarak incelenmiştir. İkili kaplamalarda, ilk katmanın morfolojisine bağlı olarak, PAni/PPy filmlerinde üst katmanı meydana getiren PPy, bu polimerin tek başına ITO kaplı cam üzerine kaplanan filminden daha kalın bir film meydana getirirken, tersi durumda üst katmanda bulunan PAni, tek başına ITO kaplı PAni'ye kıyasla daha ince bir film oluşturmuştur. 
Film karakterizasyonlarının ardından oluşturulan tek katlı ECD'ler kıyaslandığında; PAni?PEDOT, PPy?PEDOT sistemine göre ECD üretimi için daha uygun bir sistem olduğu sonucuna varılmıştır. İkili kaplamalarla oluşturulan ECD'ler incelendiğinde katmanlı yapıyı meydana getiren polimerlerin ince filmleri ile üretilen cihazların, polimerlerin kaplama sıralarından bağımsız olarak, gerek spektroelektrokimyasal, gerek kararlılık, gerekse cevap süreleri bakımından ECD uygulamaları için daha uygun olduğu sonucuna varılmıştır. 
Tek katlı ve iki katlı ECD'ler kıyaslandığında; iki katlı filmler ile üretilen cihazların çalışma ömürleri bakımından tek katlı filmlere göre 5 defa daha kararlı oldukları görülmüştür. Tek katlı cihazlar en fazla 1000 döngüye kadar karalılıklarını korurken iki katlı ECD'ler 5000 döngüye kadar optik özelliklerini koruyarak çalışabilmektedirler.

Abstract:
If we consider that a large amount of the produced energy is consumed for heating and lighting, it is clearly seen that it is a great advantage to develop methods to increase energy efficiency and energy savings. We need new generation materials as well as new architectural comprehension to get more sunlight in homes and offices. Therefore, development of devices using these new materials has a great importance for today's technology. 
In this study, pyrrole, aniline, 3,4-ethylenedioxythiophene were coated on ITO coated glass, on behalf of to produce electrochromic device, via electropolymerization method to prepare one and bilayered films and their electrochemical, morphologic and spectroelectrochemical properties were investigated depending on film thicknesess. For bilayer coatings of PAni/PPy, the thickness of the second layer (PPy) was produced thicker film than PPy coated directly on ITO coated glass depending on the morphology of the first layer. On the other hand, as a second layer on top of PPy, PAni occurs as a thinner film than PAni itself electrodeposited directly on ITO-glass.
If we compare the monolayer ECDs produced after the film characterizations; we can conclude that PAni?PEDOT system is more suitable than PPy?PEDOT system for ECD production. If we take into account of ECDs produced by bilayer coatings, thin films of bilayer structure are more suitable for laminal ECD applications.
When we compare mono and bilayer ECDs; it can be seen that devices produced with bilayer films have 5 times longer lifetime than monolayer ECDs. While monolayer devices have stability up to 1000 cycles, bilayer ECDs save their stability up to 5000 cycles.