YENİ ORGANİK PİL TASARIMI VE ÜRETİLMESİ

Abstract

Bu tez çalışmasının amacı, PANI, CuPC ve pentasen gibi p-tipi organik yarıiletkenler ve PTCDA gibi n-tipi organik yarıiletken kullanılarak, yeni organik pil üretmektir. Bunun için, ilk olarak, bulk ve nanoyapılı polianilin, PTCDA, CuPC ve Pentasen esaslı kompozitleri yüksek performanslı piller üretmek için farklı siyah karbon konsantrasyonları kullanılarak sentezlenmiştir. Polimer ve kompozitlerin yapısal özellikleri XRD, FTIR, UV-Vis, DTA/TGA teknikleri kullanılarak analiz edilmiştir. p-n organik pil üretimi için kullanılan, aktif elektrot, elektrolit ve akım elektrotları, sırasıyla p-tipi ve n-tipi organik yarıiletkenler, bakır klorür ve Al-Cu metal elektrotlarıdır. Polianilin, PTCDA, CuPC ve Pentasen organic yarıiletken malzemelerinin elektriksel ve optik özelliklerini geliştirmek için siyah karbon katkılandırılmıştır. Hazırlanan p-n organik piller akım-voltaj karakteristikleri ve deşarj karakteristikleri analiz edilmiştir. Al/nano polianilin-PTCDA/Cu pili üretilen tüm piller içerisinde nanoyapı ve yüksek elektriksel iletkenliği yüzünden dolayı 1.0 V en yüksek açık devre voltajı ve 32. mA kısa devre akımı akımına sahiptir. Elde edilen sonuçlar p-n organik pilin elektrik performansı farklı organik yarıiletkenler ve elektrolitler kullanılarak geliştirilebilir ve bu tip pillerin düşük enerji uygulamalarında kullanılabileceğini göstermiştir.The main aim of the present study is to fabricate new organic batteries using p-type organic semiconductors such as PANI, CuPC and Pentacene and n-type semiconductor such as PTCDA. For this, bulk and nanostructure polyaniline, PTCDA, CuPC and Pentacene based composites have been synthesized using various black carbon contents to obtain high performance batteries. The structural properties of polymer and composites have been analyzed using XRD, FTIR, UV-Vis, DTA/TGA techniques. The used active electrode, electrolyte, currents electrodes for p-n organic battery are respectively p-type and n-type organic semiconductors, copper chloride and Al-Cu metal electrodes. Polyaniline, PTCDA, CuPC and Pentacene organic semiconductors have been doped with the black carbon to improve electrical and optical properties of organic semiconductors. The prepared p-n organic batteries have been analyzed by current-voltage characteristics and discharge characteristics. Al/Nanostructure polyaniline-PTCDA/Cu battery gives the highest open circuit voltage, 1.0V and short circuit current, 32.4 mA in the all batteries due to nanostructure and high electrical conductivity. The obtained results indicate that the electrical performance of studied p-n organic battery can be improved using various organic semiconductors and electrolytes and these type batteries can be used in low power energy applications.