PCDTBT tabanlı organik güneş gözelerinin üretimi ve karakterizasyonu

Bu çalışmada Gümüş/n-tipi Silisyum/poly[N-9′-heptadecanyl-2,7–carbazole–alt-5,5-(4′,7′-di–2–thienyl-2′,1′,3′-benzothiadiazole:[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester/Altın (Ag/n-Si/PCDTBT:PC61BM/Au) organik metal-polimer yarıiletken Schottky bariyer diyotları, polimer arayüz olarak %66:%34, %50:%50 ve %20:%80 oranlarında PCDTBT:PC61BM karışımı kullanılarak üretilmiştir. Üretilen diyotların 240 - 350 K sıcaklık aralığında akım-voltaj ölçümleri yapılarak, idealite faktörü (n), doyum akımı (I0) ve potansiyel bariyer yüksekliği (ϕ0) değerleri hesaplanmıştır. Bu sıcaklıklardaki diyot idealite faktörlerinin %66:%34, %50:%50 ve %20:%80 karışım oranları için sırasıyla 2,29-3,82; 1,38-1,53 ve 1,80-2,26 aralıklarında değiştikleri gözlemlenmiştir. Diyotlarda kullanılan karışımların optik özellikleri, %66:%34, %50:%50 ve %20:%80 oranlarına sahip PCDTBT:PC61BM ince filmlerin cam üzerine kaplanmasından sonra 400-1100 nm dalgaboyu aralığında yapılan optik geçirgenlik deneyleri aracılığıyla incelenmiştir. İncelenen filmlerin dolaylı yasak enerji bant aralıklarına sahip oldukları açığa çıkarılmış ve yasak enerji bant aralığı değerleri %66:%34, %50:%50 ve %20:%80 oranları için sırasıyla 1,03; 0,84 ve 0,84 olarak hesaplanmıştır. Çalışmanın son aşamasında İndiyum Kalay Oksit/PCDTBT:PCBM/Gümüş (ITO/PCDTBT:PCBM/Ag) organik güneş hücreleri %66:%34, %50:%50 ve %20:%80 oranlarında PCDTBT:PC61BM karışımları kullanılarak üretilmiştir. Üretilen güneş hücrelerinin optoelektronik özellikleri 300 °K oda sıcaklığında AM 1.5 güneş radyasyonu altında akım yoğunluğu–voltaj deneyleri aracılığıyla incelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda hücrelerden alınabilecek maksimum güç yoğunluğu (Pmaks), dolum faktörü (FF) ve güç dönüştürme verimi (η) değerleri tüm hücreler için hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucu, %66:%34, %50:%50 ve %20:%80 PCDTBT:PC61BM karışım oranları kullanılarak üretilen güneş hücrelerinin güç dönüştürme verimlerinin sırasıyla % 0,39, % 0,57 ve % 0,85 olduğu açığa çıkarılmış ve güneş hücrelerindeki PC61BM oranının artırılmasının hücre verimini önemli ölçüde artırdığı görülmüştür. Anahtar sözcükler: PCDTBT, PCBM, güneş hücresi, elektriksel karakterizasyon, optik karakterizasyon