Fotovoltaik Teknolojiler İçin Asimetrik Ftalosiyaninlerin Sentezi ve Uygulamaları

Abstract

Son zamanlarda, boya duyarlı güneş hücreleri (DSSC), kolay üretim yöntemleri, düşük üretim maliyetleri, yüksek foton verimliliği ve toksik etki barındırmaması gibi nedenlerle dikkat çekmeyi başardı. Ftalosiyanin (Pc) ve türevleri, porfirinler gibi mükemmel termal ve kimyasal stabilite sergiler. Bu aromatik moleküller, güneş spektrumunun kırmızı / kızılötesi (IR) bölgesindeki birçok diğer moleküle kıyasla, daha yüksek molar absorpsiyonlara sahiplerdir. Dahası, görünür bölge spektrumunda büyük bir alanı taraması sebebiyle DSSC uygulamaları için uygundur. Bugüne kadar DSSC'ler için çok sayıda ftalosiyanin boyası sentezlenmiştir. Çinko (Zn (II)) ftalosiyaninler birçok grup tarafından geniş bir şekilde incelenmiştir. Literatürdeki mevcut çalışmalar göz önüne alındığında, özellikle donör-akseptör çiftleri içinde barındıran AB3 asimetrik ftalosiyaninler için, elektron çeken grup olarak karboksilik asitlerin kullanılması DSSC uygulaması çalışan gruplarda yaygın olarak gözlemlenmektedir. Karboksilik asit gruplarının, güneş hücrelerinin güç dönüşüm verimliliği üzerindeki etkisini anlamak için, bu çalışma kapsamında elektron çekici karboksilik asit, direkt veya alkin içeren ara bağlantı grupları yoluyla Pc çekirdeğine bağlandı. Heksiltiyo grupları, fotonların maksimum güneş akısına sahip olduğu geniş kırmızı / yakın IR bölgelerinde yüksek absorpsiyon sağlamak için uygundur. Öte yandan, alkil tiyo fonksiyonel grubunun pozisyonal etkisini belirlemek için sistematik bir yaklaşım kullanarak, periferall ve periferal olmayan pozisyonlarda farklı sayıda hekzil tiyo grubunu barındıran ve mono karboksilik asitler içeren AB3 asimetrik çinko ftalosiyanin türevleri sentezlenmiştir. Genel olarak, sistematik bir yaklaşım kullanarak bir seri(20 adet) push-pull tipinde AB3 asimetrik ftalosiyanin türevleri elde edilmiş ve DSSC güneş pili uygulamaları yapılmıştır. Proje kapsamında elde edilen sonuçlar, ulusal ve uluslararası kongrelerde 6 adet bildiri olarak sunulmuştur. Ayrıca projeden 2 adet Yüksek Lisans tez çalışması yaptırılmıştır.