Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Buse Özsan
Danışman: İbrahim Erden
Özet:
Işığa duyarlı bir organik molekülün yarı iletken titanyum dioksit (TiO2) ile etkileşimini inceleyen fotovoltaik hücreler olan boyaya duyarlı güneş pilleri (DSSC'ler) fikri ilk olarak Brian O'Regan ve Michael Grätzel tarafından ortaya atıldı. DSSC'ler, son birkaç yılda güç dönüşüm verimliliğinin (PCE) hızla artması ve seri üretimin kolaylaşması nedeniyle güneş enerjisini elektriğe dönüştürmede yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Duyarlaştırıcı olarak kullanılan moleküllerdeki konjuge köprü grupları aracılığıyla donör gruptan ankor (çapa) grubuna etkili molekül içi yük aktarımı (ICT) özelliklerinin sağlanmasının, güneş pilinde yüksek güç dönüşüm değerlerinin (PCE) elde edilmesinde önemli olduğu bilinmektedir.
Bu çalışmada, üretilen DSSC cihazlarında PCE'yi arttırmak amacıyla kararlı çoklu ankor (çapa) yapısına sahip yarı iletken (TiO2) üzerine elektron transferini sağlayacak yeni bir molekül tasarlanmıştır. Duyarlaştırıcı üzerindeki donör yapıdan gelen elektronlar köprü imidazol grubu aracılığıyla çapa grubuna yönlendirildi. Tasarlanan molekülde donör grup üzerinden tek yönden gelen elektronların çoklu çapa grubu olarak 1,10-fenantrolin içeren bir yapı aracılığıyla yarı iletken yüzeye sunulmasıyla güneş pilinin PCE değerinin arttırılması amaçlandı.
1,10-Fenantrolinin ankor grup olarak yer aldığı B1 ve B3 bileşikleri tasarlandı. Bu bileşiklerin kuantum kimyasal teorik hesaplamaları Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) yöntemi ile gerçekleştirildi. Bileşiklerin bant aralığı enerjisi azaldıkça elektronların HOMO-LUMO enerji düzeyleri arasındaki hareketi kolaylaşır ve üretilen DSSC'lerde bant aralığı enerjisi düşük olan bileşiğin PCE değerlerinin daha yüksek olması beklenir. Hesaplanan bant boşluk enerji değerlerine göre bant boşluk enerjisi B1 bileşiğinden daha düşük olan B3 bileşiğinin sentezi gerçekleştirildi.