D-π-2A yapısında yeni 4.5-diazofluorene bileşiklerin sentezi ve boya duyarlı güneş hücresi uygulamaları / Synthesis of novel 4.5-diazofluorene compounds in D-π-2A structure and dye sensitive solar cell applications


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Cansu Sezgin

Danışman: İbrahim Erden

Özet:

İklim değişikliği; hastalıklar, gıda ve su kaynaklarını etkileyen 21. yüzyılın en büyük küresel tehditlerinden biridir. Karbon emisyonlarının azaltılması bu etkilerin azaltılmasına yardımcı olacaktır. Güneş ve Rüzgâr enerjisi gibi yenilenebilir enerji türleri bu konuda oldukça umut vericidir. Çeşitli enerji kaynakları arasında Güneş ışığı bol ve güvenilir bir enerji kaynağıdır. Gezegenimiz Güneş ışığından büyük miktarda enerji alır. Bu nedenle Güneş enerjisi, gelecekte yararlı yakıtlara dönüşmesi veya doğrudan elektrik enerjisine dönüşmesi yoluyla yararlanılabilecek potansiyel bir enerji kaynağı olarak kabul edilir. Günümüzüm önemli bilimsel ve teknolojik araştırma alanlarından biri enerji tüketimidir. Boyaya Duyarlı Güneş Pilleri (DSSC), düşük üretim maliyetleri, yüksek verimlilikleri, düşük ışıkta çalışabilmeleri ve mekanik sağlamlıkları nedeniyle birçok araştırmacının dikkatini çeken verimli bir fotovoltaik cihaz türüdür. Son birkaç yılda güç dönüşüm verimliliğinin (PCE) hızla artması ve kolay seri üretimleri nedeniyle Güneş enerjisinin elektriğe dönüştürülmesinde boya duyarlı güneş pilleri (DSSC) umut verici bir teknoloji haline dönüştü. Işık ile duyarlı hale gelen organik molekülün yarı iletken titanyum dioksit (TiO2) ile etkileşimini inceleyen fotovoltaik hücrelerden olan DSSC fikri, ilk olarak Brian O'Regan ve Michael Grätzel tarafından ortaya konulmuştu. Bu nitelikte Boya Duyarlı Güneş Pilleri son yıllarda yenilenebilir enerji kaynağı olarak bilimsel ve endüstriyel olarak ilgi çekmektedir. Çevre dostu ve uygun maliyetli bir fotovoltaik cihaz olarak Boya Duyarlı Güneş Pilleri, hem Güneş ışığını hem de yapay ışığı verimli bir şekilde elektrik enerjisine dönüştürebilir. Organik bileşik temelli Güneş pillerinde muhtelif sınıflara ait duyarlaştırıcı özellikte maddeler kullanılmaktadır. 4,5-Diazafluoreneler de bu sınıflar içinde yer almaktadır. Bu çalışmada; yeni 4,5 Diazafluorene bileşikleri ve onların Rutenyum(II) komplekslerinin sentezi gerçekleştirildi. Sentezlenen bileşikler, görünür bölgede absorpsiyon veren ve çoklu ankor grup içeren özelliğe sahiptir. Bileşiklerde π-konjugasyonunu sağlayan imin grupları bulunmaktadır. Sentezlenen bileşiklerin yapısı FTIR, UV-vis, fluoresans, 1H NMR, 13C NMR, Q-TOF, Maldi MS ile aydınlatılmıştır. Sentezlenen bileşikler ile hazırlanan DSSC cihazlarının güç dönüşüm verimi, Solar Simülatör altında Akım-Voltaj (I-V) ölçümleri alınarak hesaplandı.