Organik Tek Kristal Yarıiletkenlerin Büyütülmesi, Karakterizasyonu ve İkili-tabaka Güneş Pillerinde Uygulanması

Abstract

Organik yarıiletkenler üstün elektriksel ve optik özelliklerinin yanı sıra kolay uygulanabilirlik ve büyük ölçekli üretimlerde sagladıgı avantajlardan dolayı son yıllarda elektronik cihaz alanında büyük ilgi görmektedir. Bilindigi gibi, organik yarıiletkenlerin moleküler yapıları ve düzenlilikleri elektronik cihaz uygulamalarında oldukça önemli bir parametredir. Düzenli yapıda büyüme göstermesi transistör veya günes pilleri gibi cihazların yüksek yük mobilitesi ve difüzyon uzunlugu elde edilmesinde önemli bir avantajdır. Organik yarıiletkenlerin ince filmlerinin günes pillerine uygulanması ile ilgili çok sayıda çalısma olmasına ragmen, tek kristal formda günes pili uygulamaları oldukça azdır. Proje kapsamında, seçilen organik malzemelerin inert gaz akısında fiziksel buhar tasınımı (PVT) ve sprey piroliz yöntemiyle ile istenen boyut ve kalitede tek kristallerinin büyütülmesi ve ikili tabaka günes pillerinde denenmesi üzerine çalısmalar yapılmıstır. Seçilen yarıiletkenler; rubren, antrasen, pentasen, tetrasen, spiro-OMeTAD, bakır fitalosiyanin ve çinko fitalosiyanindir. Genis bir literatür arastırması yapılmıs, bunun yanında organik yarıiletkenlerin tek kristallerinin büyütülmesi ve günes pili denemeleri ile ilgili yürütülen çalısmalarda elde edilmis basarılı sonuçlar ısıgında tek kristal organik yarıiletkenlerle ilgili cihaz uygulamaları gelistirilmeye çalısılmıstır. PVT ve sprey piroliz yöntemleri organik yarıiletkenlerin elde edilebilmesi için uygun ve kontrolü kolay bir yöntemdir. Elde edilen her bir tabaka ve üretilen günes pilleri optik mikroskop, X-ısını difraktometresi (XRD), atomik kuvvet mikroskobu (AFM), taramalı elektron mikroskobu (SEM), UV-Vis spektrofotometresi ve solar simülatör ile karakterize edilmistir. Projeye özgün olarak ikili-tabaka organik günes pilleri konusunda yeni tasarımlar önerilmistir.