Hide/Show Apps

Kızıl ötesi bölgede soğurma yapan yenilikçi malzemelerin geliştirilmesi ve yeni cihaz yapısı tasarımları ile en az %5 verime sahip yarı-şeffaf güneş hücrelerinin gerçekleştirilmesi

Download
2019
Organik güneş hücreleri (OPV) üretim kolaylıkları, esnek yüzey uygulamalara olanaksağlamaları, yarı-şeffaf ve düşük maliyetlerle üretilebilmeleri gibi avantajlarıyla dikkatçekmektedirler. Silikon tabanlı hücrelere alternatif olmaktan çok bu tip hücreleri tamamlayıcınitelikte olan OPVlerin yakın gelecekte tüketicilerin kullanımında olması beklenmektedir.OPVlerin silikon tabanlı güneş hücrelerinin kullanılamayacağı yüzeylerde kullanılabilir halegetirilmesi OPVlerin ticari olarak önem kazanmalarının önünü açacaktır. Bu bağlamda enönemli kullanım alanlarından biri bina camlarıdır. Burada yüksek yüzeye sahip olan binacamlarının yarı-şeffaf OPVler ile donatılmasının enerji üretimi için önemli bir kaynakyaratacağı düşünülmektedir. Bu sebep göz önüne alınarak bu proje kapsamında yüksekverimli ve yarı-şeffaf güneş hücrelerinin gerçekleştirilmesi hedeflenmiştir. Proje kapsamında1)özgün NIR bölgede soğurma yapan polimerlerin sentezi, 2)bu polimerler kullanılarakstandart ve yarı-şeffaf hücrelerin üretilmesi ve 3)bu polimerlerin görünür bölgede soğurmayapan yüksek verimli ticari polimerlerle üçlü karışımlarıyla standart ve yarı-şeffaf hücrelerininüretilmesi üzerine yoğunlaşılmıştır. Malzeme sentezlerinde çok basamaklı organik sentez,Stille polimerizasyon ve DHRP tipi polimerizasyon yöntemleri kullanılmıştır. Cihazüretimlerinde normal ve ters tipte standart cihazlar üretilmiş, yarı-şeffaf hücrelerde ise tersdüzenekte cihaz üretimi uygulanmıştır. Yarı-şeffaf hücrelerde geçirgen kontak olarak gümüşnanoteller veya ince gümüş film kullanılmıştır. Proje kapsamında birçok yeni malzemetasarlanmış ve 20?nin üzerinde özgün polimer sentezlenmiştir. Bu polimerlerden bir tanesistandart cihaz düzeneğinde %6?nın üzerinde verim göstermiş ve malzeme alanının öndegelen dergilerinden J. Materials Chemisty C yayınlanmıştır. Proje kapsamında sentezlenenbaşka bir grup polimerin sonuçları içeren makale şu anda alanın önemli dergilerindenRenewable Energy?de değerlendirme aşamasındandır. Bu polimerlerden biri ve ve ticaripolimer PBDTTT-EFT kullanılarak hazırlanan üçlü güneş hücreleri %7,65?lık verimeulaşmıştır. Bu sistem kullanılarak hazırlanan yarı-şeffaf güneş hücrelerinde ise proje hedefineuygun olacak bir şekilde %4,83?lük önemli bir verim elde edilmiştir.Bu çalışmalara ek olarak NIR bölgede soğurma yapan ticari bir NFA ve ticari PBDTTT-EFTpolimeri kullanılarak yarı-şeffaf güneş hücreleri üretilmiş ve proje hedefine tam uygun olacakşekilde %5,39 verimde güneş hücreleri üretilmiştir. Ayrıca King Abdullah University of Scienceand Technology?de görevli olan Yrd. Doç. Dr. Derya Baran ile kurulan ortalık üzerindengerçekleştirilen çalışmalarda PBDTTT-EFT polimeri ve farklı bir NFA kullanılarak %6,45verimde yarı-şeffaf güneş hücreleri üretilmiştir. İnsan gözünün hassas olduğu bölgede (370nm den 730 nm?ye kadar) ortalama görünür transmitans (AVT) %36?ya kadar ulaşmaktadır.Bu çalışma literatürde verim ve AVT değerleri göz önüne alındığında en iyi sonuçlardan birineişaret etmektedir