Grafen ve gümüş nanomalzeme tabanlı saydam iletken elektrot üretimi, karakterizasyonu ve organik güneş hücrelerine uygulanması

Abstract

Yapılan tez çalışmasında indiyum kalay oksit (ITO) elektroda alternatif olacak şekilde, solüsyon tabanlı Grafen/Gümüş Nanotel (AgNWs) hibrit; tek katmanlı ve çok katmanlı AgNWs olmak üzere çeşitli saydam iletken elektrotlar üretilmiştir. Grafen/AgNWs hibrit elektrot katman-katman kaplama yöntemi ile, tek katmanlı ve çok katmanlı AgNWs elektrotlar ise sırasıyla kendiliğinden yapılanma ve katman-katman kaplama yöntemi ile üretilmiştir. Tercih edilen solüsyon tabanlı kaplama yöntemleri elektrot üretiminde maliyetin düşmesine, optik geçirgenlik ve yüzey direnci gibi önemli parametrelerin kontrol edilmesine olanak sağlamıştır. Üretilen elektrotlar Ultraviyole-Görünür Bölge (UV-Vis) Spektrometre, Alan Etkili Taramalı Elektron Mikroskobu (FE-SEM), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve dört nokta ölçüm sistemiyle karakterize edilmiştir. Grafen/ AgNWs hibrit ve AgNWs elektrotlar, ITO elektrot ile kıyaslanabilir yüksek optik geçirgenlik ve düşük yüzey direnci sergilemişlerdir. Grafen/AgNWs ve AgNWs tabanlı saydam iletken elektrotlar anot elektrot olarak ITO yerine kullanılmış ve organik fotovoltaik cihaz (OPV) üretilmiştir. Yapılan ölçümlerden sonra, Grafen/ AgNWs ve AgNWs elektrot tabanlı OPV cihazların güç dönüşüm verimlerinin ITO elektrot tabanlı cihazların güç dönüşüm verimi ile kıyaslanabilir olduğu ve üretilen filmlerin ITO elektrodun bir alternatifi olarak umut verici elektrot materyalleri olduğu anlaşılmıştır.

Solution-processed Graphene/Silver Nanowire (AgNWs) hybrids; monolayer and multilayer AgNWs transparent conducting electrodes were fabricated as an alternative to indium thin oxide (ITO) electrodes. The Graphene/AgNWs hybrid electrodes were fabricated via layer-by-layer deposition. Monolayer and a few layer AgNWs electrodes were fabricated by self assembly and layer-by-layer deposition techniques, respectively. Self-assembly and layer-by-layer coating techniques that were used in this study allowed to control the transmittance, sheet resistance and reduced the cost of electrodes. The Graphene/AgNWs and AgNWs films were then characterized using Ultraviyolet-Visible (UV-Vis) Spectroscopy, Field Emission-Scanning Electron Microscopy (FE-SEM), Atomic Force Microscopy (AFM) and four-point probe measurements. Graphene/AgNWs hybrids and AgNWs electrodes exhibited low sheet resistance and high optical transmittance, which are comparable to those of commercial ITO electrode. Organic photovoltaic devices (OPV) were fabricated by using Graphene/AgNWs and AgNWs electrodes as the anode instead of ITO electrodes, which exhibited power conversion efficiency comparable to those of ITO based OPVs, implying that Graphene/AgNWs and AgNWs films are promising electrode materials as an alternative to conventional ITO electrodes.