1,10-Fenantrolin Ankor Grubu İçeren Organik Duyarlaştırıcılar ve Eu3 Gd3 Tb3 Katkılı Yarı İletken AgTiO2'in Boya Duyarlı Güneş Hücrelerinde Performans Üzerine Etkisinin İncelenmesi


ERDEN İ. (Yürütücü), Ozsan B., HATİPOĞLU A.

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, BAP Araştırma Projesi, 2023 - Devam Ediyor

  • Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
  • Destek Programı: BAP Araştırma Projesi
  • Başlama Tarihi: Kasım 2023
  • Bitiş Tarihi: Devam ediyor

Proje Özeti

Gelecek yıllarda artan enerji ihtiyacının ekosistemi koruyarak sürdürülebilir biçimde karşılanabilmesi için en etkili yöntemlerin başında yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı gelmektedir. Bu kaynaklar arasında güneş enerjisi; sürekliliği, çevre dostu olması ve düşük maliyeti nedeniyle en önemli enerji kaynaklarından biri olarak kabul edilmekte ve daha verimli kullanımına yönelik yoğun araştırmalar yapılmaktadır. Üçüncü nesil güneş pilleri olan boya duyarlı güneş hücreleri (Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC); düşük üretim maliyetleri, kolay üretim süreçleri, ayarlanabilir renk ve şeffaflık gibi avantajları sayesinde geleneksel silisyum tabanlı fotovoltaik hücrelere güçlü bir alternatif oluşturmaktadır. Temel bir DSSC; fotoanot, karşıt elektrot, elektrolit ve ışıkla uyarılarak elektron sağlayan organik duyarlaştırıcıdan oluşur. Işık ile uyarılan duyarlaştırıcı molekül elektronlarını fotoanotun iletim bandına aktarır. Elektronlar, nanoyapılı yarı iletken üzerinden saydam iletken oksit tabakasına ulaşır. Duyarlaştırıcı yapısındaki konjuge köprü grupları aracılığıyla gerçekleşen etkili molekül içi yük transferi (Intramolecular Charge Transfer, ICT) ve yarı iletkenin farklı metallerle modifikasyonu, yüksek güç dönüşüm verimliliği (Power Conversion Efficiency, PCE) elde edilmesinde kritik öneme sahiptir. Bu projede, üretilen cihazların PCE değerinin artırılması amacıyla, tasarlanan duyarlaştırıcılardan elektronların donör gruptan imidazol köprü grubu üzerinden çapa grup olan 1,10-fenantroline yönlendirilmesi hedeflenmiştir. Ayrıca, yarı iletken malzeme olarak kullanılan Ag-TiO² yapısının Eu³?, Gd³? ve Tb³? iyonları ile farklı oranlarda katkılandırılması sayesinde hızlı ve verimli elektron transferi sağlanarak yüksek güç dönüşüm etkinliği değeri elde edilmesi amaçlanmaktadır. Proje ile aynı zamanda; güncel bir araştırma alanı olan organik elektronik malzemelerin tasarımı, kimyasal yapıların aydınlatılması, DSSC cihazlarının üretimi ve optimizasyonu konularında deneyimli araştırmacıların yetiştirilmesi hedeflenmektedir.