Boya duyarlı güneş pilleri için ditizon metal kompleks boyalar geliştirilmesi

Abstract

Yenilenebilir enerji kaynakları arasında güneş enerjisi temiz, ücretsiz ve sınırsız bir kaynaktır. Özellikle ülkemizin coğrafik konumu ve gün ışığı alma süresi (~2623 saat) göz önüne alındığında, güneş enerjisi özel bir öneme sahiptir. Bu sebeple, güneşten gelen ışığı kullanarak elektrik enerjisi üreten güneş pilleri üzerinde çalışmak ve geliştirmek değer kazanmaktadır. 1. nesil güneş pilleri olarak adlandırılan silisyum güneş pilleri yüksek verime sahiptir fakat üretim maliyetleri yüksektir. Amorf silisyum, kadmiyum tellür (CdTe) vb. gibi güneş pillerini içeren 2. nesil güneş pilleri ince film teknolojisini kullanmaktadır fakat üretimlerinde maliyeti yüksek ekipmanlar gerektirmektedir ve kullanım alanları sınırlıdır. Son olarak organik, perovskit ve boya duyarlı güneş pilleri 3. nesil güneş pilleri olarak sınıflandırılmaktadır. Bu tezde TiO2 ve farklı metal (Fe, Ni, Co ve Zn) katkılı TiO2 nanopartikülleri mikrodalga destekli hidrotermal yöntemle sentezlenmiştir. Ayrıca ditizon ve ditizonun Co ve Zn ile oluşturduğu kompleksler boya olarak kullanılmıştır. Sentezlenen TiO2 ve metal katkılı TiO2 nanopartikülleri XRD, SEM, EDS, DRS ile karakterize edilmiştir. Ditizon ve ditizon-metal-gallik asit kompleksleri UV-VIS spektrofotometre ve FTIR ile karakterize edilmişlerdir. Hazırlanan güneş pillerinin performansı elektrokimyasal çalışma istasyonu kullanarak belirlenmiştir.

Among the renewable energy resources, solar energy is a clean, free and unlimited source. Especially when considering geographic location of our country and annual sunshine duration (~2623 hour), solar energy has a special importance. Therefore, it's worth working and devoloping on solar cells that using light coming from the sun to produce electric energy. Silicon-based solar cells classified as 1st generation solar cells has high efficiency but their production cost is high too. 2nd generation solar cells which contain amorphous silicon, cadmium telluride (CdTe) etc. use thin film technology yet their production needs costly equipments and they have limited area of use. Finally, organic, perovskite and dye sensitized solar cells etc. is classified as 3rd generation solar cells. In this thesis, TiO2 and different metal (Fe, Ni, Co and Zn) doped TiO2 nanoparticles was synthesised with microwave assisted hydrothermal process. Also, dithizone and dithizone-metal complexes which is formed with Co, Zn was used as sensitizer for solar cells. Synthesised TiO2 and doped TiO2 nanoparticles was characterized with XRD, SEM, UV-VIS spectrophotometer, Particle Sizer. Dithizone and dithizone-metal-gallic acid complexes was characterized with UV-Vis spectrophotometer and FTIR. Prepared solar cells performance was analyzed with electrochemical workstation.