Güneş pillerinde boya olarak mono karboksilik asit sübstitüe çinko ftalosyaninlerin kullanılması

Bu çalışmada 4-terbutilfenoksi sübstitüe grupları içeren, 2-karboksifeniletinil (ZnPc3) ve 2-karboksietinil (ZnPc4) bağlayıcı grupları bulunan ftalosyaninlerin sentez ve karakterizasyonu ile boya duyarlı güneş pili (DSSC) uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen ZnPc3 ve ZnPc4 boyaların FTIR, UV-Vis, H-NMR ve PL eğrileri alınarak karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Ayrıca sentezlenen boyaların CV ve SWV teknikleri ile elektrokimyasal karakterizasyonları gerçekleştirilerek HOMO ve LUMO enerji düzeyleri belirlenmiştir. Boyaların HOMO ve LUMO enerji düzeyleri ile DSSC'lerde kullanımı ve güneş pili verim özellikleri ile ilişkileri araştırılmıştır. Bu çalışmada ayrıca hidrotermal yöntemle farklı sıcaklılarda TiO2 NP'ler sentezlenmiş ve bu NP'ler XRD, FE-SEM ve DRS ile karakterize edilmiştir. Fenil grubuna bağlı karboksi bağlayıcı grubunun güneş pili verim özelliklerinin fenil grubu bulunmayan karboksi bağlayıcı grubuna göre kısmen daha yüksek görülmektedir. Sentezlenen ftalosiyanin boyalar arasında en yüksek güneş pili verimi 2-karboksietinil bağlayıcı gruplu (ZnPc4)'ün CDCA aggregasyon önleyici eklenmiş ile hazırlanan örnekte olduğu bulunmuştur. Hazırlanan güneş pillerinin ayrıca elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) çalışmaları gerçekleştirilmiştir. ZnPc4'ün EIS sonuçlarına göre en düşük direnç, en uzun elektron ömrüne ve en kısa elektron taşıma süresine sahip olduğu bulunmuştur. Bu çalışma ile, DSSC'lerde kullanılan fotoanotlara boyaların tutunmasında etkin rol oynayan bağlayıcı gruplarına fenil grubunun eklenmesinin güneş piline etkisi incelenmiştir. DSSC'lerde yakın infrared bölgeyi kuvvetli soğurabilen iki yeni AB3 tipi ftalosyanin kazandırılmış ve DSSC uygulamaları için alternatif boyaların geliştirildiği nispeten yüksek güneş pili verimliliğine sahip sistemler geliştirilmiştir.