Araştırma Makalesi

Carbazole Based (D–π–A) Sensitizer: Synthesis, Characterization and its DSSC Application

Sayı: 41 30 Kasım 2022
PDF İndir
TR EN

Carbazole Based (D–π–A) Sensitizer: Synthesis, Characterization and its DSSC Application

Öz

Bu çalışmada, elektron donörü olarak karbazol çekirdeği, π-konjuge köprü olarak fenil birimleri ve elektron alıcısı olarak flor gruplarını içeren yeni bir organik karbazol bazlı donör-π-alıcı (D–π–A) duyarlaştırıcı bileşik C3 sentezlenmiş olup, ZnO bazlı boya duyarlı güneş pillerinde (DSSC'ler) boya olarak kullanılmıştır. 3,6-di(2,4-diflorofenil)-N-oktil karbazol (C3), ilk olarak halojenasyon ve alkilasyon reaksiyonu ve ikinci olarak Suzuki-Miyaura çapraz kenetlenme reaksiyonu ile iyi verimlerle sentezlenmiştir. Sentezlenen C3 duyarlaştırıcı, IR, 1H NMR ve 13C NMR ile karakterize edilmiştir. Ayrıca bu bileşiğin optik (UV-Vis ve floresans) ve termogravimetrik özellikleri de incelenmiştir. Hidrotermal yöntemlerle sentezlenen ZnO nanotozlarının kristal yapısı X-ışını kırınım spektrokopi (XRD) yöntemiyle incelendi ve hekzagonal wurtzite yapıya sahip oldukları belirlendi. Taramalı electron mikrokobu (SEM) görüntüleri ZnO nanotozlarının oldukça yoğun ve düngün yapraksı bir yapıya sahip olduklarını göstermiştir. C3 ve N719 kullanılarak ZnO tabanlı DSSC cihazlarının fabrikasyonu yapılmıştır. Metal içermeyen organik (C3), rutenyum (N719) ve karışım duyarlaştırıcılarının (C3-N719) güç dönüşüm verimleri (PCE) ve açık devre fotovoltajları (Voc) sırasıyla %0,006-0,28, %0.461-0.44 ve %0.893-0.53 olarak ölçülmüştür. N719 bazlı DSSC'lerin C3 ile artan verimi nedeniyle, C3'ün boya kümeleşmesini azalttığı ve böylece yardımcı duyarlaştırıcı olarak kullanılabileceği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

Eskişehir Teknik Üniversitesi

Proje Numarası

19ADP157

Teşekkür

We would like to thank Halil Esgin for ZnO photoanode synthesis and Yasemin Caglar for the DSSC’s measurements and all contributions.

Kaynakça

  1. Anta, J. A., Guillén, E., Tena-Zaera, R. (2012). ZnO-based dye-sensitized solar cells, The Journal of Physical Chemistry C, 116, 11413-11425.
  2. Ashraf, S., Su, R., Akhtar, J., Siddiqi, H. M., Shuja, A., El-Shafei, A. (2020). Effect of fluoro-substituted acceptor-based ancillary ligands on the photocurrent and photovoltage in dye-sensitized solar cells, Solar Energy, 199, 74-81.
  3. Barea, E. M., Zafer, C., Gultekin, B., Aydin, B., Koyuncu, S., Icli, S., Santiago, F. F., Bisquert, J. (2010). Quantification of the effects of recombination and injection in the performance of dye-sensitized solar cells based on N-substituted carbazole dyes, The Journal of Physical Chemistry C, 114, 19840-19848.
  4. Chen, D.-Y., Hsu, Y.-Y., Hsu, H.-C., Chen, B.-S., Lee, Y.-T., Fu, H., Chung, M.-W., Liu, S.-H., Chen, H.-C., Chi, Y. (2010). Organic dyes with remarkably high absorptivity; all-solid-state dye-sensitized solar cell and role of fluorine substitution, Chemical Communications, 46, 5256-5258.
  5. Cho, N., Han, J., Song, K., Kang, M.-S., Jun, M.-J., Kang, Y., Ko, J. (2014). Substituent effect of fluorine atom on benzothiadiazole bridging unit in dye-sensitized solar cells, Tetrahedron, 70, 427-433.
  6. Chou, T. P., Zhang, Q., Cao, G. (2007). Effects of dye loading conditions on the energy conversion efficiency of ZnO and TiO2 dye-sensitized solar cells, The Journal of Physical Chemistry C, 111, 18804-18811.
  7. Cias, P., Slugovc, C., Gescheidt, G. (2011). Hole transport in triphenylamine based OLED devices: from theoretical modeling to properties prediction, The Journal of Physical Chemistry A, 115, 14519-14525.
  8. Cui, Y., Wu, Y., Lu, X., Zhang, X., Zhou, G., Miapeh, F. B., Zhu, W., Wang, Z.-S. (2011). Incorporating benzotriazole moiety to construct D–A−π–A organic sensitizers for solar cells: significant enhancement of open-circuit photovoltage with a long alkyl group, Chemistry of Materials, 23, 4394-4401.

Ayrıntılar

Birincil Dil

İngilizce

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

30 Kasım 2022

Gönderilme Tarihi

25 Mayıs 2022

Kabul Tarihi

14 Eylül 2022

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2022 Sayı: 41

Kaynak Göster

APA
Yandımoğlu, M., & Görgün, K. (2022). Carbazole Based (D–π–A) Sensitizer: Synthesis, Characterization and its DSSC Application. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 41, 92-99. https://doi.org/10.31590/ejosat.1118274
AMA
1.Yandımoğlu M, Görgün K. Carbazole Based (D–π–A) Sensitizer: Synthesis, Characterization and its DSSC Application. EJOSAT. 2022;(41):92-99. doi:10.31590/ejosat.1118274
Chicago
Yandımoğlu, Merve, ve Kamuran Görgün. 2022. “Carbazole Based (D–π–A) Sensitizer: Synthesis, Characterization and its DSSC Application”. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, sy 41: 92-99. https://doi.org/10.31590/ejosat.1118274.
EndNote
Yandımoğlu M, Görgün K (01 Kasım 2022) Carbazole Based (D–π–A) Sensitizer: Synthesis, Characterization and its DSSC Application. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 41 92–99.
IEEE
[1]M. Yandımoğlu ve K. Görgün, “Carbazole Based (D–π–A) Sensitizer: Synthesis, Characterization and its DSSC Application”, EJOSAT, sy 41, ss. 92–99, Kas. 2022, doi: 10.31590/ejosat.1118274.
ISNAD
Yandımoğlu, Merve - Görgün, Kamuran. “Carbazole Based (D–π–A) Sensitizer: Synthesis, Characterization and its DSSC Application”. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi. 41 (01 Kasım 2022): 92-99. https://doi.org/10.31590/ejosat.1118274.
JAMA
1.Yandımoğlu M, Görgün K. Carbazole Based (D–π–A) Sensitizer: Synthesis, Characterization and its DSSC Application. EJOSAT. 2022;:92–99.
MLA
Yandımoğlu, Merve, ve Kamuran Görgün. “Carbazole Based (D–π–A) Sensitizer: Synthesis, Characterization and its DSSC Application”. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, sy 41, Kasım 2022, ss. 92-99, doi:10.31590/ejosat.1118274.
Vancouver
1.Merve Yandımoğlu, Kamuran Görgün. Carbazole Based (D–π–A) Sensitizer: Synthesis, Characterization and its DSSC Application. EJOSAT. 01 Kasım 2022;(41):92-9. doi:10.31590/ejosat.1118274