Fotokromik organik ligand katkılı fotovoltaik aygıtlar ve güneş enerji verimliliğine uyumu

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 UV-Vis 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 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.