ASİMETRİK VİNİL TÜREVLERİNİN SENTEZİ, KARAKTERİZASYONU VE ÇEŞİTLİ UYGULAMALARI

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Zülal DEMİR

Danışman: Zühal Turgut

Özet:

ASİMETRİK VİNİL TÜREVLERİNİN SENTEZİ, KARAKTERİZASYONU VE ÇEŞİTLİ UYGULAMALARI

Zülal DEMİR

Kimya Anabilim Dalı

Yüksek Lisans Tezi

Tez Danışmanı: Prof. Dr. Zuhal TURGUT

Eş Danışman: Dr. Çiğdem YÖRÜR GÖRECİ

Günümüze kadar güneş pillerinin üretim teknolojilerinde büyük ilerlemeler sağlanmıştır. Bu süreçte kullanılan malzemenin kalınlığı ve maliyetinin düşürülmesi yönünde araştırma ve geliştirme çalışmaları yapılmaktadır. Üretilen güneş pillerinde elde edilen verimin pilin üretim maliyetini karşılaması gerekmektedir. Bu amaçla güneş pilleri organik ve anorganik olmak üzere iki şekilde oluşturulmaktadır. Anorganik güneş pillerinin kullanımı yıllara göre artmasına rağmen, üretim ve hammadde maliyetlerinin oldukça yüksek olması sebebiyle, bu artış istenilen seviyeye ulaşamamıştır. Bu maliyet dezavantajını en aza indirebilmek için, güneş pillerinin üretiminde kullanılan maliyeti yüksek anorganik maddeler yerine, daha ucuz olan organik madde kullanımı dikkat çekmeye başlamıştır. Bu nedenle araştırmacılar çalışmalarını özellikle organik güneş pillerinde kullanılabilecek maddeler üzerine yöneltmişlerdir. Bir organik güneş pili genel olarak, aktif π konjuge polimer veya küçük moleküller içeren fotovoltaik bir cihazdır. Üretilen organik fotovoltaiklerin, gelecekte küresel enerjiye olan ihtiyaçta önemli rol oynayacağı açıkça görülmektedir. Bu amaç doğrultusunda son yıllarda çeşitli organik moleküller üzerine yoğun bir ilgi oluşmuştur.

Bu tez çalışmasında, organik güneş pillerinde kullanılabilecek yeni asimetrik vinil türevi bileşiklerin sentezi gerçekleştirilmiştir. Tüm bileşikler çeşitli spektroskopik yöntemler (FTIR, ¹H NMR, ¹³C NMR, LC-MS) kullanılarak karakterize edilmiştir. Fotovoltaik özelliklerin belirlenmesinde, teorik ve deneysel olmak üzere çalışmalar iki grup halinde gerçekleştirilmiştir. Teorik çalışmalarda, yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) kullanılarak, moleküllerin optimize molekül yapısı, sınır orbitalleri (HOMO-LUMO) ve moleküler enerjileri hesaplanmıştır. Tüm teorik hesaplamalar Gauss 09 W programı (B3LYP yöntemi) ile gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmada ise, sentezlenen bileşikler ile ince film güneş pili hücreleri oluşturulup, ölçümler Keitley solar simülatörü kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen deney sonuçları ile teorik veriler karşılaştırılmış ve yapıların fotovoltaik özellikleri belirlenmiştir. Hedef moleküller için yapı-fotovoltaik özellik bağıntısı ayrıntılı olarak açıklanmıştır.

Anahtar Kelimeler: Vinil türevleri, nitril bileşikleri, organik güneş pili, fotovoltaik özellikler