Mono schiff baz molekülünün organik fotovoltaik hücreler için elektron donör-akseptör molekül olarak tasarlanması / Designing of mono schiff base molecule as electron donor-acceptor molecule for organic photovoltaic

Abstract

Tasarlanan dört yeni konjuge tip ko-polimer Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) ve Zamana Bağlı Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (TD-DFT) kullanılarak B3LYP/6-31G(d) temel seti ile incelenmiştir. Bis(4-(heziloksi)fenil)amin, benzo[1,2-b:4,5-b']ditiyofen-4,8-diamin, phenantro[3,4-d:9,10-d']bis([1,2,3]tiyadiazol) moleküllerinden oluşan polimer yapılar elektron donör ve akseptör özelliği göstermektedir. Polimer yapılarda fenantro[3,4-d:9,10- d']bis([1,2,3]tiyadiazol)-10,12-dikarbonitril bileşeni ortak akseptör molekül, N2 ,N2 -bis(4- (hekziloksi)fenil)benzo[1,2-b:4,5-b']ditiyofen-2,8-diamin donör molekül olarak tasarlanmıştır. (E)-2-((metilimino)metil)fenol ve (E)-N-benzilidenemetanamin Schiff bazları donör molekülün farklı konumlarına substitüent olarak eklenerek tasarlanan polimer yapıların HOMO-LUMO enerji aralıkları açık devre gerilimleri (VOC) ve optik özellikleri teorik olarak incelenmiştir. Schiff bazı molekülünde orto konumunda bulunan OH grubundaki hidrojen ile -CH=Ngrubunda bulunan nitrojen hidrojen bağı yaparak molekülün düzlemsel yapıda kalmasını sağlamıştır. Böylece moleküldeki elektron delokalizasyonu ile birlikte konjugasyonun arttığı gözlenmiştir. Optimize edilmiş polimerlerin düşük HOMO-LUMO enerji 1.57 – 1.79 eV aralığında elde edilmiştir. Polimer yapıların UV-vis absorpsiyon spektrumları solar UV spektrumu ile uyumlu olup absorpsiyon maksimum dalga boyları 592-693 nm aralığında gözlenmiştir. Moleküller için açık devre gerilimi (VOC) 0.58-0.86 eV aralığında hesaplanmıştır. Elde edilen verilere göre APTD-2 polimeri organik fotovoltaik hücre tasarımında donör molekül olarak kullanılabilecek bir molekül olduğu belirlenmiştir. Tasarlanan organik fotovoltaik hücrede [6,6]-fenil-C61-butirik asit metil ester (PCBM) akseptör olarak kullanımıştır.