Boya duyarlı güneş pili uygulamaları için karbazol ve tiyofen türevli bileşiklerin dizaynı, sentezlenmesi ve karakterizasyonu

Bu çalışmada, 4 adet karbazol tabanlı donör-akseptör özelliği taşıyan moleküller tasarlandı ve bu maddeler için Ullman ve Suzuki-Miyaura kenetlenme reaksiyonları kullanıldı. Elektron zengini karbazol ve π boşluk oluşturucu benzotiyofenin ve tiyofenin karbazolün N konumunda bulunan benzenin -3,-5 konumuna eklenmesi ile, cam oluşturma ve bipolar karakter özelliğine sahip olabilecek moleküller tasarlanmıştır. Elde edilen sonuç ürünler, farklı çözücüler kullanılarak Suzuki-Miyaura kenetlenme reaksiyonuna etkisi deneysel yöntemlerle araştırılmış 1H-NMR ve 13C-NMR ile yapıları aydınlatılmıştır. Ayrıca, fotofiziksel ve termal özellikleri de karakterize edilmiştir. Benzen kromoforu ile elektron veren karbazol (Carb) bölümü arasındaki elektronik kuplaj, karbazole bağlı fenil çekirdeğinin 3,5- konumlarına benzotiyofen ve tiyofen grubu bağlanarak ayarlanan ve yapıları aydınlatılan moleküller 9-(3-(benzo[b]tiyofen-2-il)-5-(benzo[b]tiyofen-3-il)fenil)-9H-karbazol (IV) (%60) 9-(3-(benzo[b]tiyofen-3-il)-5-bromofenil)-9H- karbazol (V) (%30), 9-(3,5-bis(5-kloro-2,5-dihidrotiyofen-2-il)fenil)-9H-karbazol (VI) (%76) 9-(3-bromo-5-(5-kloro-2,5-dihidrotiyofen-2-il)fenil)-9H-karbazol (VII) (%36) olarak isimlendirildi. Sentezlenen maddelerden biri olan IV numaralı maddenin, boya duyarlı güneş pili fabrikasyonu yapıldıktan sonra ölçülen güneş pili performans değerlerinin pil verimi (%n) 2,089x10-3, kısa devre akım yoğunluğu (JSC) 2,034x10-5, açık devre voltajı (VOC) 0,16 ve dolum faktörü (FF) 0,062 olduğu görülmüştür.