Title
Sinteza i svojstva novih boja sa azo i vinil-grupom za primenu u solarnim ćelijama aktiviranim bojom
Creator
Matović, Luka, 1987-
CONOR:
100194313
Copyright date
2022
Object Links
Select license
Bez licence - direktna primena zakona
License description
Ako ne izaberete neku od licenci, vaše zaštićeno delo može biti korišćeno samo u okviru opštih ograničenja autorskih prava. Na taj način ne dozvoljavate komercijalno ni nekomercijalno korišćenje, naročito reprodukciju, distribuciju, emitovanje, dostupnost i obradu dela. Izbor Creative Commons (CC) licence promoviše diseminaciju vašeg dela. Za više informacija: http://creativecommons.org.rs/licence
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 12.12.2022.
Other responsibilities
Academic Expertise
Tehničko-tehnološke nauke
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Tehnološko-metalurški fakultet
Alternative title
Synthesis and properties of novel dyes bearing azo and vinyl-group for the application in dye-sensitized solar cells
Publisher
[L. Matović]
Format
130 str.
description
Tehnološko inženjerstvo - Hemijsko inženjerstvo / Technological engineering
- Chemical engineering
Abstract (sr)
Ovom disertacijom obuhvaćena je sinteza i karakterizacija dve serije jedinjenja, kao i
ispitivanje njihovih fizičko-hemijskih, fotofizičkih i elektronskih karakteristika sa mogućnošću
primene u solarnim ćelijama aktiviranim bojom (engl. Dye-sensitized solar cells, DSSC). Sva
jedinjenja okarakterisana su temperaturom topljenja, elementalnom analizom UV-Vis, FT-IR,
ATR-FTIR, 1H i 13C NMR spektroskopijom. Prva serija je obuhvatala šest jedinjenja na bazi azo
boja izvedenih iz benzoeve i cimetne kiseline, dobijene konvencijalnim postupkom
diazotovanja i naknadnog diazo-kuplovanja. Pomoću UV-Vis spektroskopije ispitanisu
solvatohromizam, specifične i nespecifične interakcijesa molekulima rastvarača, kao i uticaj
pH vrednosti sredine na položaj tautomerne ravnoteže. Ova jedinjenja su korišćena kao
aktivne komponente (fotosenzitizeri) u sastavljenim DSSC sa komercijalnim tečnim
elektrolitom na bazi joda i titanijum(IV)-osidom (TiO2) kao poluprovodnom komponentom.
Druga serija obuhvatala je pet jedinjenja na bazi piridinijumovih soli, dobijenih
Knovenagelovom (Knoevenagel) kondenzacijom. Ova jedinjenja korišćena su kao dodatna
komponenta tečnom elektrolitnom sistemu na bazi joda (LiI + I2) u 3-metoksipropionitrilu
(MPN), u cilju poboljšanja fotonaponskih svojstava DSSC sa N719 bojom kao fotosenzitizerom
i TiO2 kao poluprovodnikom. U cilju utvrđivanja veze između strukture jedinjenja obe serije i
fotonaponskih svojstava DSSC, izvršena su kvantno-hemijska izračunavanja. Određene su
vrednosti osnovnih fotonaponskih parametarasastavljanih DSSC obe serije jedinjenja, a
dobijene vrednosti su upoređene sa fotonaponskim parametrima referentne DSSC koja je
sadržala N719 boju, komercijalni elektrolit na bazi jod-tridodid sistemai TiO2 kao
poluprovodnik. DSSC sa azo bojama su pokazale zadovoljavajuće vrednosti efikasnosti u
odnosu na N719 boju, dok je primenom jedinjenja na bazi piridinijumovih soli došlo do
poboljšanja fotonaponskih svojstava DSSC u poređenju sa čistim komercijalnim elektrolitom.
Abstract (en)
This doctoral dissertation includes synthesis and characterization of the two series of
compounds, as wellas determination of their physico-chemical, photophysical and electronic
properties for potential application in Dye-sensitized solar cells, DSSC. The compounds were
characterized by UV-Vis, FT-IR, ATR-FTIR, 1H and13C NMR spectroscopy. The first series
included six azo compounds derived from benzioc and cinnamic acid, obtained by diazo-
coupling reaction. Solvatochromic behaviour, specific and non-specific interactions with
solvent molecules, as well as the impact ofpH of the solvating medium on the tautomeric
equilibrium of these compounds were investigated by the means of UV-Vis spectroscopy. The
first series of compounds were utilized as an active components (sensitizers) in fabricated
DSSC with commercial liquid electrolyte based on iodine and titanium(IV) oxide (TiO2) as a
semiconductor. The second series includes five compounds based on pyridinium salts,
obtained by Knoevenagel condensation. These compounds were utilized as additional redox
components to the iodine based liquid electrolyte system (LiI+I2) in 3-methoxypropionitrile
(MPN) in fabricated DSSC which contained N719 dye as sensitizer and TiO2 as a
semiconductor. In order to determine the correlation between molecular structure of the
synthesized compounds and photovoltaic properties of DSSC, quantum-chemical calculations
were conducted.The basic photovoltaic parameters of the fabricated DSSCs were determined
and the obtained values were compared to the reference DSSC containingN719 dye as
sensitizer along withplain commercial liquid electrolyte. The fabricated DSSCs which
contained azo dyes as sensitizers showed the satisfactory values of conversion efficiency
compared to the N719 dye. Also, the fabricated DSSC which utilized pyridinium salts as an
additional electrolyte component enhanced the photovoltaic properties of DSSC compared to
the plain liquid electrolyte.
Authors Key words
DSSC, fotosenzitizer, azo boje, piridinijum so, elektrolit,
solvatohromizam, tautomerna ravnoteža, kvantno-hemijska izračunavanja, fotonaponski
parametri
Authors Key words
DSSC, sensitizer, azo dyes, pyridinium salt, electrolyte, solvatochromism,
tautomeric equilibrium, quantum-chemical calculations, photovoltaic parameters
Classification
667.28:544.6.004(043.3)
Type
Tekst
Abstract (sr)
Ovom disertacijom obuhvaćena je sinteza i karakterizacija dve serije jedinjenja, kao i
ispitivanje njihovih fizičko-hemijskih, fotofizičkih i elektronskih karakteristika sa mogućnošću
primene u solarnim ćelijama aktiviranim bojom (engl. Dye-sensitized solar cells, DSSC). Sva
jedinjenja okarakterisana su temperaturom topljenja, elementalnom analizom UV-Vis, FT-IR,
ATR-FTIR, 1H i 13C NMR spektroskopijom. Prva serija je obuhvatala šest jedinjenja na bazi azo
boja izvedenih iz benzoeve i cimetne kiseline, dobijene konvencijalnim postupkom
diazotovanja i naknadnog diazo-kuplovanja. Pomoću UV-Vis spektroskopije ispitanisu
solvatohromizam, specifične i nespecifične interakcijesa molekulima rastvarača, kao i uticaj
pH vrednosti sredine na položaj tautomerne ravnoteže. Ova jedinjenja su korišćena kao
aktivne komponente (fotosenzitizeri) u sastavljenim DSSC sa komercijalnim tečnim
elektrolitom na bazi joda i titanijum(IV)-osidom (TiO2) kao poluprovodnom komponentom.
Druga serija obuhvatala je pet jedinjenja na bazi piridinijumovih soli, dobijenih
Knovenagelovom (Knoevenagel) kondenzacijom. Ova jedinjenja korišćena su kao dodatna
komponenta tečnom elektrolitnom sistemu na bazi joda (LiI + I2) u 3-metoksipropionitrilu
(MPN), u cilju poboljšanja fotonaponskih svojstava DSSC sa N719 bojom kao fotosenzitizerom
i TiO2 kao poluprovodnikom. U cilju utvrđivanja veze između strukture jedinjenja obe serije i
fotonaponskih svojstava DSSC, izvršena su kvantno-hemijska izračunavanja. Određene su
vrednosti osnovnih fotonaponskih parametarasastavljanih DSSC obe serije jedinjenja, a
dobijene vrednosti su upoređene sa fotonaponskim parametrima referentne DSSC koja je
sadržala N719 boju, komercijalni elektrolit na bazi jod-tridodid sistemai TiO2 kao
poluprovodnik. DSSC sa azo bojama su pokazale zadovoljavajuće vrednosti efikasnosti u
odnosu na N719 boju, dok je primenom jedinjenja na bazi piridinijumovih soli došlo do
poboljšanja fotonaponskih svojstava DSSC u poređenju sa čistim komercijalnim elektrolitom.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.