Organik/metal oksit hibrit tampon tabaka yapıların organik güneş hücre verimi üzerine etkileri

Abstract

Bu tezde, metal oksit anot ve katot elektrot tampon tabaka üzerinde kendiliğinden organize olan moleküllerin (SAM) dizilimi ile üretilen geleneksel ve devrik yapıdaki organik güneş hücrelerinin verimliliği üzerine etkileri incelenmiştir. Anot ve katot tampon tabakada etkin yük transferini gerçekleştirmek amacıyla, birbirinden farklı merkezde tiyofen molekülü içeren akseptör özellikli dört adet SAM malzemesi MoO3 ve ITO yüzeyleriyle, amin gruplarını içeren birbirinden farklı üç adet SAM molekülleriyle TiO2 metal oksit yüzeyi arasında monodante bağ yapısı oluşturulmuştur. Geleneksel olarak üretilen organik güneş hücrelerinin sonuçlarına göre ITO/SAM/MoO3 hibrit elektrot yapısının anot tampon tabaka yük transferi için uygun enerji band profiline sahip olduğu anlaşılmıştır. Standart olarak hazırlanan ITO/MoO3/P3HT:PCBM/Ca/Ag güneş hücre yapısından elde edilen %1,93 verimlilik değeri, SAM moleküllerinin kullanıldığı ITO/SAM/MoO3/P3HT:PCBM/Ca/Ag hücre yapısıyla daha yüksek verimlilik değerlerine çıkarılmıştır. En yüksek verimlilik değeri tek florlu ZE-1F SAM molekülünden %2,22 olarak elde edilmiştir. ITO/TiO2/P3HT:PCBM/MoO3/Ag devrik yapıda üretilen standart güneş hücresinden elde edilen %2,0' lik verimlilik değeri, SAM moleküllerinin kullanıldığı ITO/TiO2/SAM/P3HT:PCBM/MoO3/Ag yapısıyla arttırılmıştır. En yüksek verimlilik değeri MK120 molekülünden %2,43 olarak elde edilmiştir.

In this thesis, the hybrid anode and cathode buffer layer which consists of self-assembled monolayers on the metal oxide anode and cathode electrode effects was investigated on the efficiency conventional and inverted type organic solar cells. In order to achieve the effectively charge transfer through anode and cathode buffer layer, the four different self-assembled monolayers consisting of acceptor moiety in the center of thiophene molecules centers structure forming a monodanthe bond structure between MoO3 and ITO surfaces and the three different self-assembled monolayers containing of amine groups forming a monodanthe bond structure between TiO2 surfaces. According to the results, the energy bands profile of ITO/SAM hybrid electrode structure understood to have the appropriate profile for charge carrier transfer in conventional type solar cells. The average 1,93% efficiency is obtained from the structures ITO/MoO3/P3HT:PCBM/Ca/Ag that use SAM molecules ITO/SAM/MoO3/P3HT:PCBM/Ca/Ag structure were obtained higher efficiencies. The highest efficiency value was obtained as 2,22% from the ZE-1F SAM molecules. The best 2,0% efficiency is obtained from ITO/TiO2/P3HT:PCBM/MoO3/Ag inverted type solar cells structures that use SAM molecules ITO/TiO2/SAM/P3HT: PCBM/ MoO3/Ag structure was obtained higher efficiencies. The highest efficiency value was obtained as 2,43% from the MK120 SAM molecules.