20 Kasım 2017 | Pazartesi
 

Genel Bilgi

Yer:
Fen-Edebiyat Fakültesi - Fizik
Kuruluş Yılı: 2006
Hakkında
KATIHAL FİZİĞİ ARAŞTIRMA LABORATUVARI İÇİN GENEL BİLGİLER Katıhal Fiziği Araştırma Laboratuvarı, 2006 yılında alt yapının hazırlanması ile kurulma çalışmalarına başlanmış 2013 yılında şu anki olanaklarına kavuşmuştur. Laboratuvarımız polimer fiziği, organik elektronik ve organik güneş pilleri alanında araştırma yapabilecek tüm alt yapı ve donanıma sahiptir. Polimerik yapıların ve onların kompozitlerinin elektriksel ve dielektriksel özellikleri, elektrokromik cihaz üretimi ve karakterizasyonu, organik ve hibrid güneş pillerinin üretilmesi ve karakterizasyonu temel araştırma alanlarımızdır. Bunların dışında OLED ( organic light-emitting diode) ve OFET (Organic field effect transistor) üretimi ve karakterizasyonu için alt yapı çalışmaları tamamlanmış ve araştırmalara en yakın zamanda başlanılacaktır. Ayrıca laboratuarımızda Katıhal Fiziği alanında inorganik film esaslı yapıların, diğer kristal yapıların ve elemanların ısısal, optik, elektriksel ve dielektriksel özellikleri de incelenebilmektedir. Çalışmalarımız TÜBİTAK ve üniversitemiz araştırma fonu ( BAP) tarafından desteklenmektedir. Polimerler: Uzun zincirli moleküller kavramı, kimya ve fizik çevrelerince kimyacı bilim adamı Staudinger in 1920 yılında yaptığı deneyle bilim dünyasında yer buldu. Polimerlerin hafif ve ucuz olmaları, esneklikleri, kolay şekillendirilebilmeleri, kimyasallardan çok fazla etkilenmemeleri ve bu malzemelerin çeşitli katkılama yöntemleriyle daha fazla dayanıklı olmaları bu malzemelere üstün özellikler kazandırmaktadır. Özellikle son zamanlarda, ağırlıklı olarak bir metal kadar iletken hale getirilebilen polimerik malzemeler üzerinde çalışılmaktadır. Polimerler elektriksel olarak yalıtkanlığı iyi bilinen malzemelerdir ve bu özelliklerinden dolayı yalıtkanlığı istenen kullanım alanlarında önemli bir yer tutmuşlardır. 1977 yılında Alan J. Heeger, Alan MacDiarmid ve Hideki Shirakawanın çalışmaları ile polyasetilenin yüksek düzeyde iletken olduğu bulununca (ki bu çalışmaları ile 2000 yılında Nobel Kimya ödülünü kazanmışlardır),iletken polimererik yapılar pek çok araştırmacıların temel araştırma konusu haline gelmiştir. Günümüzde organik elektronik ve buna dayalı cihazlar tamamen iletken polimerler üzerine yapılan çalışmalarla geliştirilmiş ve teknolojiye sunulmuştur. Güneş Pilleri: Güneş canlı yaşamın olmazsa olmaz bir yaşam kaynağıdır. İnsanlık güneş enerjisinden çok farklı şekillerde yararlanmaktadır. Bu kullanım şekillerini ısısal ve ışınımsal olarak iki dalda toplayabiliriz. Işınımsal kullanımda daha çok güneş pili veya fotovoltaik pil olarak adlandırılan cihazlar öne çıkmaktadır. Genelde güneş pilleri, güneş enerjisini elektrik enerjisine doğrudan dönüştüren cihazlar olarak bilinirler. İlk kez 1954 yılında literatüre geçen p-n eklemli silisyum esaslı güneş pillerinin keşfinden günümüze değin bu alanda büyük gelişmeler olmuştur ve teknolojinin hemen hemen her alanında kullanılır hale gelmiştir. p-n eklemli inorganik güneş pillerinin verimi % 24lere ulaşmıştır. (Teorik limit % 30) . Günümüzde farklı mimari teknikler ve katkı malzemeleri kullanılarak inorganik esaslı güneş pillerinde %44.7 lik bir verime ulaşılmıştır . Geleneksel güneş pillerinin üretim süreci çok pahalı malzemeler ve oldukça pahalı işlem teknikleri gerektirmektedir. İletken polimerlerin sentezi ve farklı iletkenlik özelliklere sahip organik malzemelerin geliştirilmesi ile birlikte 1986 yılından beri organik güneş pilleri araştırıcıların hayallerini süslemiş ve süslemeye de devam etmektedir. Bilinen organik güneş pilleri, geleneksel inorganik güneş pillerine göre daha ucuz ve kolay tekniklerle üretilebilme kolaylığı, esnek altlıklara ve büyük yüzeylere kaplanabilme olanağı gibi üstün özelliklere sahiptir. Ancak organik güneş pilleri için şu ana kadar elde edilen verim, inorganik güneş pilinden elde edilen verimin oldukça altındadır . Organik esaslı güneş pillerindeki iki temel sorun (düşük güç dönüşüm verimliliği ve kısa ömürleri) çözüldüğünde, elektronik pazarda düşük fiyatları nedeniyle önemli bir pazar oluşturacağı kesindir.. Daha önceden dakika olarak ölçülen organik fotovoltaik pillerin (OPV) ömrü bugünlerde binlerce saati aşmıştır. Bu gelişmelere son on yılda gerçekleştirilen bilimsel ve teknolojik çabalarla ulaşılmıştır. Bununla birlikte inorganik ve organik materyaller birlikte kullanılarak hibrid güneş pilleri geliştirilmeye çalışılmakta ve bu konudaki araştırmalar büyük bir hızla devam etmektedir . Organik fotovoltaik hücrelerin oluşturulmasında iki yapı kullanılır: çift katmanlı tabaka ve hacim heteroeklem yapı [Bulk heterojunction - BHJ] . Hacim heteroeklem yapı, çok sayıda donor/akseptör arayüzeyi içerdiğinden çift katmanlı yapıya göre daha fazla yük oluşturmada avantaja sahiptir . Dolayısıyla bu yapıyla hazırlanan pillerinden daha yüksek verim elde edildiği deneysel olarak gösterilmiştir . Yarıiletken polimerler kullanılarak yapılan organik güneş pillerindeki hacim heteroeklem yapısı, 1995 yılında keşfedildiğinden beri bir çok araştırmacının araştırma konusu olmuştur . BHJ yapıdaki farklı aktif tabakalı, organik güneş pillerinden 1995 yılında %0.04, 2000 yılında %2.5, 2003 te %3,2007 de % 5, 2009 da %6 ve 2010 da %7.4 lük verimler elde edilmiştir. Yakın zamanda da Konarka ve Solarmer Inc. de patentli malzemelerle verimi % 8.3 ve 8.41 olan organik güneş pilleri üretmişlerdir . Polimer esaslı güneş pilleri için hesaplanan teorik limit ise %23 tür . BHJ yapıda en çok kullanılan ve iyi bilinen yarıiletken polimerler P3HT [ poly-(3-hexylthiophene ) ] ve PCBM [ (6,6)-phenyl- C61- butyric acid methyl ester ] dir . Organik güneş pilleri üzerine yapılan son zamanlardaki çalışmalar, hemen hemen çözünebilen iletken polimerlere dayalı ince film fotovoltaik cihazlar üzerinedir. Konjuge polimerlerle ( donor olarak ) ve C60/ türevleri ( akseptör olarak) arasındaki fotouyarılmayla oluşan yük transferinin keşfinden sonra, polimer ve fuleren birleşimiyle yapılan birçok verimli fotovoltaik sistem geliştirilmiştir. Elektrokromik Cihazlar: Günümüz teknolojisi büyük oranda ileri ve akıllı malzemeler üzerine yoğunlaşmış durumdadır. Özellikle enerji kullanımının hızla arttığı günümüzde, enerjinin verimli kullanılması büyük bir problem olarak karşımıza çıkmaktadır. Ürettiğimiz enerjinin büyük bir kısmının ısıtma ve aydınlatmaya harcandığını düşünecek olursak, bu alanda verimliliği ve tasarrufu artıracak yöntemlerin geliştirilmesinin büyük fayda sağlayacağı açıktır. Özellikle iç mekanlarda, güneş enerjisinin daha geniş ölçüde ve daha verimli kullanılması, problemin çözümü için büyük katkı sağlayabilecek potansiyele sahiptir. Ev ve ofislerde güneş ışığından daha fazla yararlanmak yeni bir mimari anlayışın yanı sıra, yeni nesil malzemelere de dayanan cihaz ve yapıların geliştirilmesi günümüz teknolojisi ve araştırma alanı için oldukça büyük bir öneme sahiptir. Bu konuda yapılan araştırmaların büyük bir kısmı değişik uygulamalarda kullanılabilecek ve elektrokromik cihaz ( ECD ) olarak adlandırılan yapıların üretilip geliştirilmesi üzerinde yoğunlaşmıştır. Akıllı yapılar olarak adlandırılan bu cihazlar, farklı polimer ve kompozit malzemelere dayalı oluşturulan elektrokimyasal hücreler olarak tanımlanabilir. Polimerlerin kolay üretimi, işlenebilirliği ve nispeten düşük maliyetleri bu alanda araştırma yapan bilim insanlarının yoğun ilgisini çekmektedir.
İletişim
E-posta: katihal@kocaeli.edu.tr
Tel: 2623032098
Belgeç/Faks: 2623032003

Yayınlar

SCI Kapsamlı Yayın Bilgileri:
  • "The effect of functionalized single walled carbon nanotube with octadecylamine on efficiency of poly-(3-hexylthiophene): [(6,6)] phenyl C61 butyric acid methyl ester organic solar cells", Gulbeden Cakmak"," Hasan Yuksel Guney, Sureyya Aydın Yuksel, Serap Gunes, PHYSİCA B: Condensed Matter, 461, 85-91, (2015)
  • "Vacuum-free processed bulk heterojunction solar cells with E-GaIn cathode as an alternative to Al electrode", Ongül, Fatih; Yüksel, Süreyya; Bozar, Sinem; Cakmak, Gulbeden; Güney, Hasan; Egbe, Daniel; Guenes, Serap, Journal of Physics D: Applied Physics , , , (2015)
Devamı »
SCI Kapsamı Dışındaki Yayın Bilgileri:
  • "Farklı oranlarda karbon içeren Poliviniliden Florit-Ko-Hekzafloroprpopilen (PVDF-HFP) kopolimerinin elektriksel özelliklerinin incelenmesi", Hatice Nil Almasulu,H.Yüksel Güney, Erdoğan Tarcan, Gülbeden Likoğlu, Ufuk Abac, Bildiri Özetleri , , 32, (2007)
  • "Depended on temperature of the elwctrical properties of carbon-filled PVDF-HFP (Hexafluropropylenevinylidenefluoridde) copolymer", G likoğlu,H.Y.Güney, U Abacı, Book of Abstracts, 26, , (2006)
Devamı »

Altyapı

İNCE FİLM KAPLAMA CİHAZI (Univex 300 – Leybold)
KREOSTAT (Oxford ITC 502)
PİKOAMPERMETRE (Keithley 6487)
Devamı »