Design and characterization of polymer-fullerene bulk heterojunction solar cells
Polimer-fullerene bulk heterojunction günes hücrelerinin tasarımı ve karakterizasyonu
- Tez No: 338877
- Danışmanlar: PROF. DR. RAMAZAN YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, polimer-fullerene bulk heterojunction organik güneş hücrelerinin tasarımı ve karakterizasyonu deneysel olarak çalışılmıştır. Deneylerde, ITO veya yüksek iletken PEDOT:PSS kaplı camlar anot olarak, [60]PCBM veya [70]PCBM ile P3HT aktif tabaka maddeleri olarak ve iletken PEDOT:PSS de boşluk iletici tabaka olarak kullanılmıştır. Cihazlarda katot olarak, Al, Woods metali ve Ga-In ötektik maddeleri test edilmiştir. İletken ve yüksek iletken PEDOT:PSS ile P3HT:PCBM karışımı dönel kaplama (spin coating) ile uygulanmıştır. Al kaplaması termal buharlaştırma cihazı ile yapılmıştır. Bunun yanısıra, Woods metali eritildikten sonra, Ga-In ötektik de doğrudan aktif tabaka üzerine uygulanmıştır. Üretilen cihazların elektriksel karakterizasyonu Keithley 2400 ve 2612A güç kaynakları ve 100 W halojen lamba ile yapılmıştır. Halojen lambanın ışık yoğunluğu, MP-100 Apogee Instruments Pironometre ile ölçülmüş ve 1000 W/m2?de sabitlenmiştir. Al katot yapısında, uygun diyot özelliği gösteren iki adet çalışan cihaz kaydedilmiştir. Aynı şekilde, Ga-In ötektik katot yapısında da iki adet çalışan cihaz kaydedilmiş fakat Woods metal katot yapısında hiçbir cihaz başarılı bir performans göstermemiştir. En iyi değerler, Ga-In ötektik katot yapısındaki bir cihazda elde edilmiş, 0.03 cm2 aktif alan üzerinde 0.14 % güç dönüşüm verimi, 470 mV açık devre voltajı, 1.09 mA/cm2 kısa devre akım yoğunluğu ve 27 % doluluk faktörü ölçülmüştür. Bu değerler, genel olarak literatürde belirtilen değerlerden daha düşüktür ve bunun muhtemelen atmosferik koşullarda oksijen ile yüksek derecede bozunmadan kaynaklandığı düşünülmektedir. Buna ilave olarak Al kaplamada yaşanan güçlükler nedeniyle bu maddeyi içeren cihazların verimi daha düşük çıkmıştır.
Özet (Çeviri)
Design and characterization of polymer-fullerene bulk heterojunction solar cells were experimentally studied in this study. In the experiments, ITO or highly conductive PEDOT:PSS coated glasses were used as anode, P3HT and [60]PCBM or [70]PCBM were used as active layer materials and conductive PEDOT:PSS used as hole conducting layer. Aluminum, Woods metal and Ga-In eutectic were tested as cathode in the devices. All the experiments were done under atmospheric conditions. Conductive and highly conductive PEDOT:PSS, and blend of P3HT:PCBM materials were applied by spin coater. Al deposition was done by thermal evaporator. On the other hand, Ga-In eutectic was directly applied over the active layer while Woods metal was deposited after melting. Electrical characterizations of devices are done by Keithley 2400 and 2612A source meter and 100 W halogen lamp. Light intensity of halogen lamp was measured by MP-100 Apogee Instruments Pyranomoter and set to 1000 W/m2. In Al cathode structure, two working devices with appropriate diode characteristics were recorded. This was the same for Ga-In eutectic devices while no devices with Woods metal cathode structure were successfully performed. The best working device, which is one of with Ga-In eutectic cathode, showed the electrical characteristics of 0.14 % power conversion efficiency, 470 mV open circuit voltage, 1.09 mA/cm2 short circuit current density and 27 % fill factor over 0.03 cm2 active area; these values are not as good as the values reported in the literature, probably because of the high degradation with oxygen under atmospheric conditions. In addition to this, the difficulties encountered during Al coating further decreased the efficiency of devices containing this metal.
Benzer Tezler
- Organik-inorganik hibrit nanokompozit malzemenin hazırlanması, karakterizasyonu, optimizasyonu ve uygulaması
Preparation, characterization, optimization and application of organic-inorganic hybrid nanocomposite material
SİMGE ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriDokuz Eylül ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜNİRE NALAN DEMİR
- Gümüş nanotanecik katkılı nanokompozit malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of silver doped nanocomposites
ÖZLEM KABAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE OSKAY
- Design and characterization of aromatic thermosettingcopolyester resin for polymer matrix nanocomposites
Aromatik termosetin tasarımı ve karakterizasyonupolimer matrisli nanokompozitler için kopoliester reçine
METE BAKIR
Doktora
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiUnıversıty Of Illınoıs At Urbana-ChampaıgnMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. IWONA JASIUK
- Design, production and fire characterization of flax fiber reinforced shape memory polymer composites with flame retardant property
Keten elyaf takviyeli yangın geciktirici şekil hafızalı polimer kompozitlerin tasarım, üretim ve yangın karakterizasyonu
BAHADIR AYDAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Mühendislik BilimleriAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET FATİH ÖKTEM
- Design, characterization and modeling of high temperature proton exchange membranes in dead ended anode operated polymer electrolyte membrane fuel cell
Yüksek sıcaklık proton değişim membranlarının tasarım, karakterizasyon, modellenmesi ve anaot çıkış kapalı polimer elektrolit yakıt hücresi içinde çalıştırılması
LALE IŞIKEL ŞANLI
Doktora
İngilizce
2013
Polimer Bilim ve TeknolojisiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELMİYE ALKAN GÜRSEL
DOÇ. DR. SERHAT YEŞİLYURT