Benzimidazol içeren schiff baz ligandları sentezi, karakterizasyonu ve boya duyarlı güneş pili uygulamaları
Synthesis, characterization and dyestuff solar cell applications ofSchiff base ligands and metal complexes containing benzimidazole
Yazar: AYŞE İNAN
Danışman: PROF. DR. ESİN İSPİR ; PROF. DR. GÜLFEZA KARDAŞ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Anorganik kimya = Inorganic chemistry ; Fizikokimya = Physical chemistry

Özet:
Bu tez çalışmasında salisilaldehit ile dört farklı anilin türevinin kenetleme reaksiyonundan azo-aldehitler sentezlenmiştir. Sentezlenen azo-aldehitlerin yapıları 1H(13C)NMR analizi ile aydınlatılmıştır. Azo bileşikleri ile 2-aminobenzimidazol reaksiyonundan dört yeni Schiff bazı sentezlenmiştir. Sentezlenen Schiff bazları FT-IR, UV, Elementel Analiz ve 1H(13C)NMR ile karakterize edilmiştir. Bu tez çalışmasında, sentezlenen azo ve Schiff bazlarının boya duyarlı güneş pili uygulaması yapılarak fotovoltaik aktiviteleri incelendi. Sentezlenen azo-aldehit ve Schiff bazları, organik boya duyarlı güneş hücresinde duyarlaştırıcı olarak kullanıldı. Pillerin yapımında altlık olarak Flor Katkılı Kalay Oksit (SnO2:F, FTO) iletken ince filmler üzerine doktor blade yöntemi ile TiO2 yarı iletkenler kaplanarak çalışma elektrotu oluşturuldu. TiO2 ince film UV-Vis, FT-IR, FE-SEM ve EDX analizleri ile karakterize edildi. Karşıt elektrotlar FTO ince filmler üzerine grafit tozu kaplanarak elde edildi. Sıvı elektrolit, KI, I2 ve etilen glikol çözeltisi ile hazırlandı. Üretilen güneş hücrelerinin akım-gerilim (J-V) karakteristiği güneş simülatörü kullanılarak ölçüldü. Böylece, azo-aldehit ve Schiff bazlarının güç dönüşüm verimliliği (η), açık devre voltajı (VOC) ve kısa devre akım yoğunluğu (JSC) gibi fotovoltaik parametreler belirlendi. Schiff bazları ve azo-aldehitlerin güneş hücrelerindeki, boyaların duyarlılığı değişkenlik gösterirken, en iyi fotovoltaik performansın sentezlenen 2-((E)-((1H-benzo[d]imidazol-2-il)imino)metil)-4-(E)-(florofenil)diazenil)fenol(6) ve 2-((E)-((1H-benzo[d]imidazol-2-il)imino)metil)-4-((E)mesitildiazenil)fenol(8) bileşiğindeki boya duyarlı güneş pillerine ait olduğu belirlendi

Abstract:
In this thesis study, azo-aldehydes were synthesized from the coupling reaction of four different aniline derivatives with salicylaldehyde. The structures of the synthesized azo-aldehydes were elucidated by 1H(13C)NMR analysis. Four new Schiff bases were synthesized from the reaction of azo compounds with 2-aminobenzimidazole. The synthesized Schiff bases were characterized by FT-IR, UV, Elemental Analysis and 1H(13C)NMR. In this thesis study, the photovoltaic activities of the synthesized azo and Schiff bases were investigated by applying dye-sensitized solar cells (DSSC). The synthesized azo-aldehyde and Schiff bases were used as sensitizers in organic DSSC. In the production of batteries, TiO2 semiconductors were coated on Fluorine Doped Tin Oxide (SnO2:F, FTO) conductive thin films as a substrate by the doctor blade method and the working electrode was formed. TiO2 thin film was characterized by UV-Vis, FT-IR, FE-SEM and EDX analyses. Counter electrodes were obtained by coating graphite powder on FTO thin films. Liquid electrolyte was prepared with KI, I2 and ethylene glycol solution. Current-voltage (I-V) characteristics of the produced solar cells were measured using a solar simulator. Thus, photovoltaic parameters such as power conversion efficiency (η), open circuit voltage (Voc) and short circuit current density (Jsc) of azo-aldehydes and Schiff bases were determined. While the sensitivity of dyes in solar cells of Schiff bases and azo-aldehydes varied, it was determined that the best photovoltaic performance belonged to DSSC in the synthesized compounds 2-((E)-((1H-benzo[d]imidazol-2-il)imino)metil)-4-(E)-(florofenil)diazenil)fenol (6) and 2-((E)-((1H-benzo[d]imidazol-2-il)imino)metil)-4-((E)mesitildiazenil)fenol(8).