Investigation of the effect of CO2 annealing on the efficiency of P3HT: PCBM solar cells

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: DAWAR ALI

Danışman: Levent Şendoğdular

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada, süperkritik CO2'nin poli(3-heksil tiyofen) (P3HT) ve [6,6]-fenil-C60 butirik asit metil ester (PCBM) harman filmlerinin hava arayüzeyi faz ayrışımı ve elektriksel özellikleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. P3HT gibi konjuge yapıda ki polimerler 2 farklı istif düzeni içermektedir: lame (lamellar) ve π-π istif düzenleri. Bu çalışmada literatürde ki çalışmalardan farklı olarak zincirlerin π-π istifleme yönünde ki yük transferi esas alınarak, yüzeydeki iki temas noktası arasında gerçekleştirilen testler ile iletkenlik sonuçları elde edilmiştir. Çünkü π-π şekilde istiflenmiş kristaller arası mesafenin daha kısa olduğu ve bu yapıların daha iletken oldukları bilinmektedir. Bununla birlikte P3HT içerisinde ki PCBM gibi katkıların hava arayüzeyinde ki dağılımını kontrol etmek bu kapsamda performans belirleyici unsur olarak görülmektedir. Söz konusu cihaz yapısını optimize edebilmek için faz ayrışımının kontrolünde CO2 ortamında tavlama işlemi uygulanmıştır. Numune hazırlama aşamasında P3HT:PCBM çözeltesi cam altlıklar üzerine damla döküm kaplama tekniği ile sentezlenmiştir. Sentezlenen filmler azot ortamında ve vakumda bekletilmiştir. Hazırlanan numuneler, 24 saat boyunca 1180 psi ve 36°C'de CO2 ile tavlanmış, ardından RF püskürtme tekniği ile harman film üzerinde gümüş kontak oluşumu gerçekleştirilmiştir. Son olarak elektrik iletkenliği potansiyostatın lineer tarama modu ile ölçülmüştür. Polarize ışık mikroskobu görüntüleri, scCO2 tavlamasından sonra bir heterojonksiyon yapısının oluşumunu ortaya koymaktadır; bu, aynı zamanda elektriksel verilerle de, harman filmin yüzey iletkenliğinin kontrol edilebilirliğini desteklemektedir.