BibTex RIS Kaynak Göster

Yıl 2016, Cilt: 3 Sayı: 1, 72 - 81, 29.03.2016

Buket Çarbaş , Merve Çelik , Savaş Sönmezoğlu

Öz

Kaynakça

  • AHMAD, Shahzada, BESSHO, Takeru, KESSLER, Florian, BARANOFF, Etienne, FREY, Julien, YI, Chenyi, GRATZEL, Michael, NAZEERUDDIN, K. Mohammad (2012). “A New Generation of Platinum and Iodine Free Efficient Dye-Sensitized Solar Cells”, Physical Chemistry Chemical Physics, S. 14, s. 10631-10639.
  • BAYER AG Eur. Patent (1988). 339, 334. (a) JONAS F., SCHRADER L. (1991). Synthetic Metals, S. 831, s. 41-43. (b) HEYWANG G., JONAS F. (1992). Advanced Materials, S. 4, s. 116.
  • FANG, Xiao-Ming, MA, Tinglong, GUAN, Guoqing, AKıYAMA, Masayuki, KIDA, Takumitsu, ABE, Eriko (2004). “Effect of the Thickness of the Pt Film Coated on a Counter Electrode on the Performance of a Dye-Sensitized Solar Cells”, Journal of Electroanalytical Chemistry, S. 570, s. 257-263.
  • GRATZEL Michael (2001). “Photoelectrochemical Cells”, Nature, S. 414, s. 338–344.
  • GRATZEL Michael (2009). “ Recent Advances in Sensitized Mesoscopic Solar Cells”, Accounts of Chemical Research, S. 42, s. 1788–1798.
  • GROENENDAL, Leo, JONAS, Felix., FREITAG, Diana, PIELARTZIK, Hörberater, REYNOLDS, R. Jason (2000). “Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and its Derivatives: Past, Present and Future”, Advanced Materials, S. 12, s. 481-494.
  • KARABAY, Baris, PEKEL, L. Canan, CIHANER, Atilla (2015). “A Pure Blue to Highly Transmissive Electrochromic Polymer Based on Poly(3,4-propylenedioxyselenophene) with a High Optical Contrast”, Macromolecules, S. 48, s. 1352-1357.
  • KIM, Sang-Soon, NAH, Yoon-Chae, NOH, Yong-Young, JO, Jihee, KIM, Dong-Young (2004). “Electrodeposited Pt for Cost-Efficient and Flexible Dye-Sensitized Solar Cells”, Electrochemica Acta, S. 51, s. 3814-3819.
  • KIRCHMEYER Stephan, REUTER Karsten (2005). “Scientific Importance, Properties and Growing Applications of poly(3,4-ethylenedioxythiophene)”, Journal of Materials Chemistry, S. 15, s. 2077-2088.
  • LI Zuopeng, YE Baoxi, HU Xiaodong, MA Xiangyuan., ZHANG Xiaoping, DENG Y.ouquan (2009). “Facile Electropolymerized-PANI as Counter Electrode for Low-Cost Dye-Sensitized Solar Cells”, Electrochemistry Communications, S. 11,s. 1768-1771.
  • MCGEHEE, D. Michael, GOH, Chiatzun (2005). “Organic Semiconductors Low-Cost Solar Cells”, The Bridge, S. 34, s. 33-39.
  • NAZEERUDDIN, M. Khaja, DE ANGELIS Francesco, FANTACCI, Simona, SELLONI, Annabella, VISCARDI, Guido, LISKA Petr, ITO Shinji, BESSHO Takeshi, GRATZEL Michael (2005). “Combined Experimental and DFT-TDDFT Computational Study of Photoelectrochemical Cell Ruthenium Sensitizers”, Journal of American Chemical Society, S. 127, s. 16835–16847.
  • NAZEERUDDIN, M. Khaja, KAY, Amin, RODICIO, Ignacio, HUMPHRY-BAKER, Robin, MULLER, Eilif, LISKA, Petr, VLACHOPOULOS, Nick, GRATZEL, Michael (1993). “Conversion of Light to Electricity by cis-X2bis(2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylate)ruthenium(II) Charge-Transfer Sensitizers (X = Cl-,Br- I-, CN-, and SCN-) on Nanocrystalline Titanium Dioxide Electrodes”, Journal of The American Chemical Society, S. 115, s. 6382–6390.
  • O’REGAN, Brian, GRATZEL, Michael (1991). “A Low-Cost, High Efficiency Solar Cell Based on Dye-Sensitized Colloidal TiO2 Films”, Nature, S. 353, s. 737-740.
  • PAPAGEORGIOU, Nafsika (2004). “Counter-Electrode Function in Nanocrystalline Photoelectrochemical Cell Configurations”, Coordination Chemistry Review, S. 248, s. 1421–1446.
  • PAPAGEORGIOU, Nafsika, MAIERA, F. Wilhelm, GRATZEL, Michael (1997). “An Iodine/Triiodide Reduction Electrocatalyst for Aqueous and Organic Media”, Journal of the Electrochemical Society, S. 144, s. 876-884.
  • SAITO, Yasuteru, KITAMURA, Takayuki, WADA, Yuji, YANAGIDA, Shozo (2002). “Application of Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) as Counter Electrode in Dye-Sensitized Solar Cells”, Chemistry Letters, S. 3, s. 1060-1061.
  • SAITO, Yasuteru, KUBO, Wataru, KITAMURA, Takayuki, WADA, Yuji, YANAGIDA, Shozo (2004). “I−/I3− Redox Reaction Behavior on poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Counter Electrode in Dye-Sensitized Solar Cells”, Journal of Photochemistry, S. 164, s. 153-157.
  • SERVICE, F. Robert (2005) “Is İt Time to Shoot for the Sun?, Science, S. 309, s. 548–551.
  • SMESTAD, Greg, BIGNOZZI, Carlo, ARGAZZI, Roberto (1994). “Testing of dye sensitized TiO 2 solar cells I: Experimental Photocurrent Output and Conversion Efficiencies”, Solar Energy Materials and Solar Cells, S. 32, s. 259–272.
  • SMESTAD, P. Greg, SPIEKERMANN, Stefan, KOWALIK, Janusz, GRANT, D. Christian, SCHWARTZBERG, M. Adam, ZHANG, Jin, TOLBERT, M. Laren, MOONS, Ellen (2003). “A Thecnique to Compare Polythiophene Solid-State Dye-Sensitized TiO2 Solar Cells to Liquid Junction Devices”, Solar Energy Materials and Solar Cells, S. 76, s. 85-105.
  • SONMEZOGLU, Savas, AKYUREK, Cafer, AKIS, Hasan (2014). “ Modification of Juglon Dye as a Sensitiser in Dye-Sensitised Solar Cells”, IET Optoelectronics, S. 8, s. 270-276.
  • WANG, Hui, SUN, Kai, TAO, Franklin, STACCHIOLA, J. Dario, HU, Y.Hang (2013). “3D honeycomb-like Structured Graphene and Its High Efficiency as Counter Electrode Catalysts for Dye-Sensitized Solar Cells”, Angewandte Chemie, International Edition, S. 52, s. 9210-9214.
  • WANG, Mingkui, ANGHEL, M. Alina, MARSAN, Benoit, HA, N. Cevey, POOTRAKULCHOTE, Nuttapol, ZAKEERUDDIN, M. Shaik, GRATZEL, Michael (2009). “CoS Supersedes Pt as Efficient Electrocatalyst for Triiodide Reduction in Dye-Sensitized Solar Cells”, Journal of the American Chemical Society, S. 131, s. 15976-15977.
  • WEI, Weı., WANG, Huı, HU, Y. Hang (2014). “A Review on PEDOT-Based Counter Electrodes for Dye-Sensitised Solar Cells”, International Journal of Energy Research, S. 38, s. 1099-1111.
  • XIN, Xukai, HE, Ming, HAN, Wei, JUNG, Jaehan, LIN, Zhiqun (2011). “Low-Cost Copper Zinc Tin Sulfide Counter Electrodes for High-Efficiency Dye-Sensitized Solar Cells”, Angewandte Chemie, International Edition, S. 50, s. 11739-11742.
  • YOHANNES, Teketel, INGANAS, Olle (1998). “Photoelectrochemical studies of the junction between poly [3-(4-ctylphenyl)thiophene] and a redox polymer electrolyte”, Solar Energy Materials and Solar Cells, S. 51, s. 193–202.

ELEKTROKİMYASAL DEPOLAMA YÖNTEMİ İLE PEDOT İLETKEN POLİMERİNİN SENTEZLENMESİ VE KARŞIT ELEKTROT OLARAK BOYA DUYARLI GÜNEŞ PİLLERİNDE UYGULANMASI

Yıl 2016, Cilt: 3 Sayı: 1, 72 - 81, 29.03.2016

Buket Çarbaş , Merve Çelik , Savaş Sönmezoğlu

Öz

Boya duyarlı güneş pilleri (BDGP) yüksek verim, düşük maliyet ve kolay proses kurulumu ile oldukça fazla tercih edilmektedir  (Nazeeruddin, Kay, Rodicio, Humphry-Baker, Muller, Liska, Vlachopoulos, Gratzel, 1993:115)( Smestad, Bignozzi, Argazzi, 1994:32). Elektrolit içerisinde I3-/ I- indirgenme potansiyelini düşürmek amacıyla BDGP’lerde platin karşıt elektrotlar (KE) kullanılmaktadır. Platin I3- iyonunun indirgenmesinde oldukça yüksek katalitik aktifliğe sahip olmasına, yüksek iletkenlik ve kararlılık göstermesine rağmen pahalı bir materyal olması sebebiyle sıkıntı teşkil etmektedir (Saito, Kubo, Kitamura, Wada, Yanagida, 2004:164). Bu sebeple güneş hücrelerinin üretim maliyetini düşürmek amacıyla alternatif malzemeler kullanılarak yeni karşıt elektrotların kullanımı gündeme gelmektedir. Bu duruma bağlı olarak, iletkenliği, geçirgenliği, termal ve kimyasal kararlılığı (Bayer, 1988, Jonas, Schrader, 1991, Heywang, Jonas, 1992)(Karabay, Pekel, Cihaner, 2015: 48)(Yohannes, Inganas, 1998: 51) ve I3- iyonunun indirgenmesinde katalitik aktifliği yüksek olan iletken polimerler tercih edilmektedir (Yohannes, Inganas, 1998: 51). Poly(3,4-etilendioksitiyofen) (PEDOT) bu polimerlerden bir tanesidir. PEDOT, iletken halde optik geçirgenlik, doplanmış halde yüksek kararlılık ve uygun bant aralığı ile düşük redoks potansiyeline sahip olmak gibi avantajlarının yanı sıra yaygın kullanılan organik çözücülerde düşük çözünürlük gibi bir dezavantaja da sahiptir. Bu çalışmada, farklı kalınlıklarda iletken elektrot üzerine PEDOT iletken polimeri elektrokimyasal depolama yöntemiyle kaplanmış ve bu yapı BDGP’lerde karşıt elektrot olarak kullanılarak, PEDOT kalınlık değişiminin BDGP’lerin verimliliği üzerine etkisi incelenmiştir. BDGP’lerin fotovoltaik parametreleri akım-gerilim (I-V) ölçümleri, foton-akım dönüşüm verimi (IPCE) ölçümleri ve elektrokimyasal empedans ölçümleri (EIS) kullanılarak belirlenmiştir. Bu iletken polimerin boya duyarlı güneş pillerinde karşıt elektrot olarak uygulanmasıyla elde edilen sonuçlar gelecekteki araştırmalar için ümit vaat etmektedir.

Anahtar Kelimeler

Boya duyarlı g¨une¸s h¨ucresi PEDOT ˙Iletken polimer Elek

Kaynakça

  • AHMAD, Shahzada, BESSHO, Takeru, KESSLER, Florian, BARANOFF, Etienne, FREY, Julien, YI, Chenyi, GRATZEL, Michael, NAZEERUDDIN, K. Mohammad (2012). “A New Generation of Platinum and Iodine Free Efficient Dye-Sensitized Solar Cells”, Physical Chemistry Chemical Physics, S. 14, s. 10631-10639.
  • BAYER AG Eur. Patent (1988). 339, 334. (a) JONAS F., SCHRADER L. (1991). Synthetic Metals, S. 831, s. 41-43. (b) HEYWANG G., JONAS F. (1992). Advanced Materials, S. 4, s. 116.
  • FANG, Xiao-Ming, MA, Tinglong, GUAN, Guoqing, AKıYAMA, Masayuki, KIDA, Takumitsu, ABE, Eriko (2004). “Effect of the Thickness of the Pt Film Coated on a Counter Electrode on the Performance of a Dye-Sensitized Solar Cells”, Journal of Electroanalytical Chemistry, S. 570, s. 257-263.
  • GRATZEL Michael (2001). “Photoelectrochemical Cells”, Nature, S. 414, s. 338–344.
  • GRATZEL Michael (2009). “ Recent Advances in Sensitized Mesoscopic Solar Cells”, Accounts of Chemical Research, S. 42, s. 1788–1798.
  • GROENENDAL, Leo, JONAS, Felix., FREITAG, Diana, PIELARTZIK, Hörberater, REYNOLDS, R. Jason (2000). “Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and its Derivatives: Past, Present and Future”, Advanced Materials, S. 12, s. 481-494.
  • KARABAY, Baris, PEKEL, L. Canan, CIHANER, Atilla (2015). “A Pure Blue to Highly Transmissive Electrochromic Polymer Based on Poly(3,4-propylenedioxyselenophene) with a High Optical Contrast”, Macromolecules, S. 48, s. 1352-1357.
  • KIM, Sang-Soon, NAH, Yoon-Chae, NOH, Yong-Young, JO, Jihee, KIM, Dong-Young (2004). “Electrodeposited Pt for Cost-Efficient and Flexible Dye-Sensitized Solar Cells”, Electrochemica Acta, S. 51, s. 3814-3819.
  • KIRCHMEYER Stephan, REUTER Karsten (2005). “Scientific Importance, Properties and Growing Applications of poly(3,4-ethylenedioxythiophene)”, Journal of Materials Chemistry, S. 15, s. 2077-2088.
  • LI Zuopeng, YE Baoxi, HU Xiaodong, MA Xiangyuan., ZHANG Xiaoping, DENG Y.ouquan (2009). “Facile Electropolymerized-PANI as Counter Electrode for Low-Cost Dye-Sensitized Solar Cells”, Electrochemistry Communications, S. 11,s. 1768-1771.
  • MCGEHEE, D. Michael, GOH, Chiatzun (2005). “Organic Semiconductors Low-Cost Solar Cells”, The Bridge, S. 34, s. 33-39.
  • NAZEERUDDIN, M. Khaja, DE ANGELIS Francesco, FANTACCI, Simona, SELLONI, Annabella, VISCARDI, Guido, LISKA Petr, ITO Shinji, BESSHO Takeshi, GRATZEL Michael (2005). “Combined Experimental and DFT-TDDFT Computational Study of Photoelectrochemical Cell Ruthenium Sensitizers”, Journal of American Chemical Society, S. 127, s. 16835–16847.
  • NAZEERUDDIN, M. Khaja, KAY, Amin, RODICIO, Ignacio, HUMPHRY-BAKER, Robin, MULLER, Eilif, LISKA, Petr, VLACHOPOULOS, Nick, GRATZEL, Michael (1993). “Conversion of Light to Electricity by cis-X2bis(2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylate)ruthenium(II) Charge-Transfer Sensitizers (X = Cl-,Br- I-, CN-, and SCN-) on Nanocrystalline Titanium Dioxide Electrodes”, Journal of The American Chemical Society, S. 115, s. 6382–6390.
  • O’REGAN, Brian, GRATZEL, Michael (1991). “A Low-Cost, High Efficiency Solar Cell Based on Dye-Sensitized Colloidal TiO2 Films”, Nature, S. 353, s. 737-740.
  • PAPAGEORGIOU, Nafsika (2004). “Counter-Electrode Function in Nanocrystalline Photoelectrochemical Cell Configurations”, Coordination Chemistry Review, S. 248, s. 1421–1446.
  • PAPAGEORGIOU, Nafsika, MAIERA, F. Wilhelm, GRATZEL, Michael (1997). “An Iodine/Triiodide Reduction Electrocatalyst for Aqueous and Organic Media”, Journal of the Electrochemical Society, S. 144, s. 876-884.
  • SAITO, Yasuteru, KITAMURA, Takayuki, WADA, Yuji, YANAGIDA, Shozo (2002). “Application of Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) as Counter Electrode in Dye-Sensitized Solar Cells”, Chemistry Letters, S. 3, s. 1060-1061.
  • SAITO, Yasuteru, KUBO, Wataru, KITAMURA, Takayuki, WADA, Yuji, YANAGIDA, Shozo (2004). “I−/I3− Redox Reaction Behavior on poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Counter Electrode in Dye-Sensitized Solar Cells”, Journal of Photochemistry, S. 164, s. 153-157.
  • SERVICE, F. Robert (2005) “Is İt Time to Shoot for the Sun?, Science, S. 309, s. 548–551.
  • SMESTAD, Greg, BIGNOZZI, Carlo, ARGAZZI, Roberto (1994). “Testing of dye sensitized TiO 2 solar cells I: Experimental Photocurrent Output and Conversion Efficiencies”, Solar Energy Materials and Solar Cells, S. 32, s. 259–272.
  • SMESTAD, P. Greg, SPIEKERMANN, Stefan, KOWALIK, Janusz, GRANT, D. Christian, SCHWARTZBERG, M. Adam, ZHANG, Jin, TOLBERT, M. Laren, MOONS, Ellen (2003). “A Thecnique to Compare Polythiophene Solid-State Dye-Sensitized TiO2 Solar Cells to Liquid Junction Devices”, Solar Energy Materials and Solar Cells, S. 76, s. 85-105.
  • SONMEZOGLU, Savas, AKYUREK, Cafer, AKIS, Hasan (2014). “ Modification of Juglon Dye as a Sensitiser in Dye-Sensitised Solar Cells”, IET Optoelectronics, S. 8, s. 270-276.
  • WANG, Hui, SUN, Kai, TAO, Franklin, STACCHIOLA, J. Dario, HU, Y.Hang (2013). “3D honeycomb-like Structured Graphene and Its High Efficiency as Counter Electrode Catalysts for Dye-Sensitized Solar Cells”, Angewandte Chemie, International Edition, S. 52, s. 9210-9214.
  • WANG, Mingkui, ANGHEL, M. Alina, MARSAN, Benoit, HA, N. Cevey, POOTRAKULCHOTE, Nuttapol, ZAKEERUDDIN, M. Shaik, GRATZEL, Michael (2009). “CoS Supersedes Pt as Efficient Electrocatalyst for Triiodide Reduction in Dye-Sensitized Solar Cells”, Journal of the American Chemical Society, S. 131, s. 15976-15977.
  • WEI, Weı., WANG, Huı, HU, Y. Hang (2014). “A Review on PEDOT-Based Counter Electrodes for Dye-Sensitised Solar Cells”, International Journal of Energy Research, S. 38, s. 1099-1111.
  • XIN, Xukai, HE, Ming, HAN, Wei, JUNG, Jaehan, LIN, Zhiqun (2011). “Low-Cost Copper Zinc Tin Sulfide Counter Electrodes for High-Efficiency Dye-Sensitized Solar Cells”, Angewandte Chemie, International Edition, S. 50, s. 11739-11742.
  • YOHANNES, Teketel, INGANAS, Olle (1998). “Photoelectrochemical studies of the junction between poly [3-(4-ctylphenyl)thiophene] and a redox polymer electrolyte”, Solar Energy Materials and Solar Cells, S. 51, s. 193–202.
Toplam 27 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Buket Çarbaş

Merve Çelik

Savaş Sönmezoğlu

Yayımlanma Tarihi 29 Mart 2016
Yayımlandığı Sayı Yıl 2016 Cilt: 3 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Çarbaş, B., Çelik, M., & Sönmezoğlu, S. (2016). ELEKTROKİMYASAL DEPOLAMA YÖNTEMİ İLE PEDOT İLETKEN POLİMERİNİN SENTEZLENMESİ VE KARŞIT ELEKTROT OLARAK BOYA DUYARLI GÜNEŞ PİLLERİNDE UYGULANMASI. Küresel Mühendislik Çalışmaları Dergisi, 3(1), 72-81.
AMA Çarbaş B, Çelik M, Sönmezoğlu S. ELEKTROKİMYASAL DEPOLAMA YÖNTEMİ İLE PEDOT İLETKEN POLİMERİNİN SENTEZLENMESİ VE KARŞIT ELEKTROT OLARAK BOYA DUYARLI GÜNEŞ PİLLERİNDE UYGULANMASI. Küresel Mühendislik Çalışmaları Dergisi. Nisan 2016;3(1):72-81.
Chicago Çarbaş, Buket, Merve Çelik, ve Savaş Sönmezoğlu. “ELEKTROKİMYASAL DEPOLAMA YÖNTEMİ İLE PEDOT İLETKEN POLİMERİNİN SENTEZLENMESİ VE KARŞIT ELEKTROT OLARAK BOYA DUYARLI GÜNEŞ PİLLERİNDE UYGULANMASI”. Küresel Mühendislik Çalışmaları Dergisi 3, sy. 1 (Nisan 2016): 72-81.
EndNote Çarbaş B, Çelik M, Sönmezoğlu S (01 Nisan 2016) ELEKTROKİMYASAL DEPOLAMA YÖNTEMİ İLE PEDOT İLETKEN POLİMERİNİN SENTEZLENMESİ VE KARŞIT ELEKTROT OLARAK BOYA DUYARLI GÜNEŞ PİLLERİNDE UYGULANMASI. Küresel Mühendislik Çalışmaları Dergisi 3 1 72–81.
IEEE B. Çarbaş, M. Çelik, ve S. Sönmezoğlu, “ELEKTROKİMYASAL DEPOLAMA YÖNTEMİ İLE PEDOT İLETKEN POLİMERİNİN SENTEZLENMESİ VE KARŞIT ELEKTROT OLARAK BOYA DUYARLI GÜNEŞ PİLLERİNDE UYGULANMASI”, Küresel Mühendislik Çalışmaları Dergisi, c. 3, sy. 1, ss. 72–81, 2016.
ISNAD Çarbaş, Buket vd. “ELEKTROKİMYASAL DEPOLAMA YÖNTEMİ İLE PEDOT İLETKEN POLİMERİNİN SENTEZLENMESİ VE KARŞIT ELEKTROT OLARAK BOYA DUYARLI GÜNEŞ PİLLERİNDE UYGULANMASI”. Küresel Mühendislik Çalışmaları Dergisi 3/1 (Nisan 2016), 72-81.
JAMA Çarbaş B, Çelik M, Sönmezoğlu S. ELEKTROKİMYASAL DEPOLAMA YÖNTEMİ İLE PEDOT İLETKEN POLİMERİNİN SENTEZLENMESİ VE KARŞIT ELEKTROT OLARAK BOYA DUYARLI GÜNEŞ PİLLERİNDE UYGULANMASI. Küresel Mühendislik Çalışmaları Dergisi. 2016;3:72–81.
MLA Çarbaş, Buket vd. “ELEKTROKİMYASAL DEPOLAMA YÖNTEMİ İLE PEDOT İLETKEN POLİMERİNİN SENTEZLENMESİ VE KARŞIT ELEKTROT OLARAK BOYA DUYARLI GÜNEŞ PİLLERİNDE UYGULANMASI”. Küresel Mühendislik Çalışmaları Dergisi, c. 3, sy. 1, 2016, ss. 72-81.
Vancouver Çarbaş B, Çelik M, Sönmezoğlu S. ELEKTROKİMYASAL DEPOLAMA YÖNTEMİ İLE PEDOT İLETKEN POLİMERİNİN SENTEZLENMESİ VE KARŞIT ELEKTROT OLARAK BOYA DUYARLI GÜNEŞ PİLLERİNDE UYGULANMASI. Küresel Mühendislik Çalışmaları Dergisi. 2016;3(1):72-81.