Fotovoltaik uygulamalar için karşıt elektrot olarak grafen/polimer nanokompozit üretimi ve performansının incelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, NANOBİLİM VE NANOTEKNOLOJİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ERDAL İĞMAN
Danışman: Önder Şimşek
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, CVD (kimyasal buhar biriktirme) yöntemi ile büyütülen tek tabaka grafen ince filmler, plazma polimerizasyon yöntemi sayesinde tiyofen, 1,8-cineol ve d-limonen ile fonksiyonelleştirilmiş ve sırasıyla Gr/PTh, Gr/PLim ve Gr/PPCin nanokompozitler oluşturulmuştur. Sentezlenen bu nanokompozitler alternatif bir karşıt elektrot malzemesi olarak boya duyarlı güneş pillerinde kullanılmış ve fotovoltaik performansı incelenmiştir. CVD ile büyütülen grafen ince filmlerin; Raman, görünür bölge ve mor ötesi (UV-Vis) spektroskopi ve geçirimli elektron mikroskobu (TEM) analizleri ile tek tabakadan oluştuğu tespit edilmiştir. Nanokompozitin diğer bileşeni olan polimerlerin kimyasal yapısı ve fonksiyonel grupları FT-IR analizi ile doğrulanmıştır. Boya ile duyarlaştırılmış güneş pilinde kullanılan TiO2 ince filmlerin, X-ışını kırınım (XRD) deseni ile anataz fazında ve polikristal yapıda olduğu belirlenmiştir. Ayrıca SEM analizi ile yarıiletken ince filmlerin bir boyutlu düzgün morfolojik yapısı gözlenmiş ve tüplerin ortalama çap ölçüleri ortaya konmuştur. Platin içermeyen organik karşıt elektrotların akım yoğunluğu-voltaj (J-V) eğrileri çizilerek, fotovoltaik parametreler hesaplanmıştır. Elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) analizi ile elektrokatalitik akviteleri araştırılmıştır. Boya duyarlı güneş pillerinde, karşıt elektrot olarak Gr/PLim kompozitlerin pil verimleri en yüksek %1,02, Gr/PPCin nanokompozitlerin pil verimleri en yüksek %1,10 ve Gr/PTh nanokompozitlerin ise pil verimleri en yüksek %0,05 olmuştur. Analizler sonucunda, Gr/PLim ve Gr/PPCin karşıt elektrotların güneş pil verimlerinin, platinli pilin verimine (%1,10) yakın değerlerde oldukları ve platine alternatif olabilecekleri tespit edilmiştir.