FOTOKROMİK ORGANİK LİGAND KATKILI FOTOVOLTAİK AYGITLAR VE GÜNEŞ ENERJİ VERİMLİLİĞİNE UYUMU
Özet
ÖZET
Bu çalışmada organik ligantlar sentezlenerek bu malzemelerden fotovoltaik aygıt
fabrikasyonu yapılmıştır. Çalışmada ilk olarak iki organik molekül sentezi
gerçekleştirilmiştir. Bu iki organik malzeme 6C ve 6E olarak adlandırılmış ve ayrıca iki
molekülde metal kompleksin etkisini görmek amacı ile rutenyum kompleksleriylede
sentezlenmiştir. Sentezlenen rutenyum kompleksleri de sırasıyla 2A ve 1A olarak
adlandırılmıştır. Sentezlenen moleküllerin ilk olarak Ultraviolet – Visible Spektroskopi
(UV- Vis) ölçümleri yapılmıştır. UV-Vis ölçümlerinde elde edilen verilerle yasak enerji
aralığı hesaplandı ve grafiksel olarak gösterilmiştir. 6E, 1A, 6C ve 2A malzemelerin UVVis
ölçümlerinden elde edilen absorbans pik değerleri sırasıyla 365nm, 365nm, 360nm ve
360nm olarak tespit edilmiştir. Yasak enerji aralıkları ise sırasıyla 2,7 eV, 3,12 eV, 2,82
eV ve 3,12 eV olarak hesaplanmıştır. Moleküllerin yüzey morfolojisini inceleme amacıyla
termal buharlaştırma yöntemiyle cam yüzeye ince film kaplama yapıldı ve atomik kuvvet
mikroskobu (AFM) ile yüzey morfolojisi incelenmiştir. 6E, 1A, 6C ve 2A malzemelerin
AFM ölçümlerinden elde edilen pürüzlülük (rms) değerleri sırasıyla 0,55, 17,8, 1,89 ve
4,65 nm olarak ölçülmüştür. Daha sonra moleküllerin ara yüzey malzeme olarak
kullanıldığı fotovoltaik aygıtlar termal buharlaştırma yöntemiyle hazırlanmıştır.
Hazırlanan fotovoltaik aygıtların elektriksel ölçümleri karanlık ve ışık altında alınmıştır.
Işık altında alınan akım ve gerilim ölçümlerinin elde edilen verilerle fotovoltaik aygıtların
kimyasal yapılarına göre organik ve rutenyum kompleksleri karşılaştırmalı şekilde analiz
edilmiştir. Ek olarak I-V ölçümlerinde elde edilen veriler kullanılarak malzemenin idealite
faktörü, engel yüksekliği, seri direnç, şönt direnç, doğrultma oranı ve doyma akımı
değerleri hesaplanmıştır. Sonuçlar incelendiğinde tüm malzemelerin ışığa duyarlı olduğu
ve optoelektronik aygıtların üretiminde kullanılmasının uygun olduğu ancak güneş pili
teknolojisinde kullanılmasında verimli olunacağı düşünülmemektedir. Rutenyum
kompleksi eklenen fotovoltaik aygıtların sonuçları incelendiğinde rutenyum molekülü ile
yapılan aygıtların performansının artırdığı sonucuna varılmıştır. ABSRACT
In this study, organic ligands were synthesized and a photovoltaic device was fabricated
from these materials. Firstly, the synthesis of two organic molecules named 6C and 6E was
carried out. In addition, these molecules were also synthesized with ruthenium complexes
in order to see the effect of the metal complex. The synthesized ruthenium complexes were
also named 2A and 1A, respectively. Primarily, Ultraviolet – Visible Spectroscopy (UVVis)
measurements of the synthesized molecules were made. With the data obtained from
UV-Vis measurements, the forbidden energy range was calculated and presented
graphically. The absorbance peak values obtained from UV-Vis measurements of 6E, 1A,
6C and 2A materials were determined as 365nm, 365nm, 360nm and 360nm, respectively.
Forbidden energy ranges were calculated as 2.7 eV, 3.12 eV, 2.82 eV and 3.12 eV,
respectively. In order to examine the surface morphology of the molecules, a thin film
coating was applied to the glass surface by thermal evaporation method and the surface
morphology was examined by atomic force microscope (AFM). The roughness (rms)
values obtained from AFM measurements of 6E, 1A, 6C and 2A materials were measured
as 0.55, 17.8, 1.89 and 4.65 nm respectively. Then, photovoltaic devices, in which
molecules are used as interface materials, were prepared by thermal evaporation method.
Electrical measurements of the prepared photovoltaic devices were taken under dark and
light. Organic and ruthenium complexes were analysed comparatively according to the
chemical structures of photovoltaic devices with the data obtained from current and voltage
measurements taken under light. In addition, the ideality factor, barrier height, series
resistance, shunt resistance, rectification ratio and saturation current values of the material
were calculated using the obtained I-V measurement data. When the results obtained with
organic molecules are examined, it has been determined that all materials are light sensitive
and suitable for use in the production of optoelectronic devices. However, it is considered
that its use in solar cell technology will not be efficient. When the results of photovoltaic
devices with the addition of ruthenium complex were examined, it was concluded that the
performance of the devices increased with this molecule. All results are presented
comparatively.
Koleksiyonlar
DSpace@BİNGÖL by Bingöl University Institutional Repository is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 Unported License..