Synthesis, characterization and photovoltaic properties of benzo[c][1,2,5]oxadiazole based conjugated polymers for organic solar cells

Bu tezde 2,1,3-benzoksadiyazol türevlerinin donör gruplarla Stille polikondensasyon reaksiyonları ile birleştirilmesi ile altı konjuge polimer sentezlenmiştir. Buna ek olarak, P1 ve P2 için moleküler ağırlığının, P5 için alkil zincir pozisyonunun ve P6 için selenofen ve tiyofen olmak üzere π-köprü gruplarının optik, elektrokimyasal ve fotovoltaik özellikler üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Ayrıca, P3 ve P4'ün alkil zincirleri üzerinde modifikasyonlar, post-polimerizasyon yoluyla işlevselliklerini artırmak için gerçekleştirilmiştir. Polimerlerin elektronik ve optik bant boşlukları P1, P2, P3, P4, P5 ve P6 için sırasıyla 1,83 / 1,81, 1,86 / 1,76, 2,03 / 1,74, 2,07 / 1,74, 1,76 / 1,72 ve 2,10 / 1,71 olarak bulunmuştur. Ayrıca, organik güneş pillerinin aktif katmanına altın nano-partiküllerin eklenmesinin fotovoltaik özellikler üzerindeki etkisi analiz edilmiştir. Sentezlenen polimerler, kızılötesi (IR) spektroskopi, jel geçirgenlik kromatografisi (GPC), termal gravimetrik analiz (TGA), diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve UV-Vis-NIR spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. Redox davranışları ve polimerlerin elektronik bant boşlukları döngüsel voltametri (CV) yöntemi ile incelenmiştir. Cihaz üretimi ve akım / voltaj özellik ölçümleri, nitrojen dolu bir eldivenli kabin sisteminde gerçekleştirilmiştir. Oluşturulan cihazlarda elektron akseptörü olarak PC71BM kullanılmış olup, elektron donorü olarak sentezlenen polimerler kullanılmıştır. Gözeler geleneksel mimari olan ITO/ PEDOT:PSS/polimer:PC71BM/LiF/Al kullanılarak oluşturulmuşlardır. Oluşturulan cihazların fotovoltaik özellikleri 100 mW cm-2 aydınlatma altında ölçülmüştür (AM 1.5 G standart aydınlatma). En iyi cihaz performansları P1 için %10,33, P2 için %6,43 ve P5 için %1,63 olarak bulunmuşlardır. P3, P4 ve P6 için optimizasyon süreci halen devam etmektedir.