Nötral basamakta şeffaf elektrokromik polimerden geniş alan (100 cm2) akıllı cam prototipinin hazırlanması ve performans analizi


Creative Commons License

Bahar G., Kök C., Koyuncu S.

2. Organik Elektronik Çalıştayı, Kocaeli, Türkiye, 23 Kasım 2017, ss.7

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Kocaeli
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.7

Özet

Nötral basamakta şeffaf elektrokromik yeni bir elektrokromik polimerden geniş alan (100 cm2) akıllı cam prototipinin hazırlanması ve performans analizi

Gülşen Bahara, Cansu Köka, Sermet KOYUNCU*a,b

 

aÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi,  Fen Bilimleri Enstitüsü, Enerji Kaynakları ve Yönetimi ABD /17100 ÇANAKKALE

cÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi,  Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü /17100 ÇANAKKALE

gulsenbahar@gmail.com, skoyuncu@comu.edu.tr

 

Akıllı camlar günümüzde ticari olarak genellikle inorganik yarıiletken filmlerden üretilmektedir ve bu filmler pahalı, prosesi zor vakum buharlaştırma teknikleriyle üretildikleri için fabrikasyon maliyetleri oldukça yüksektir [1]. Bu zamana kadar çözelti prosesleriyle işlenebilir olarak elde edilen ve akıllı cam teknolojisinde kullanım potansiyeli olan polimerik elektrokromiklerin hemen hemen tamamı, nötral basamakta renkli, yükseltgenme basamağında şeffaf formdadır[2]. Bu tür polimerlerin kullanılacağı akıllı cam teknolojisinde, camın güncel hayatta kullandığımız gibi sürekli şeffaf formda tutulabilmesi için bir potansiyel uygulanması zorunludur. Bir malzemenin sürekli bir potansiyel altında tutulmasının öncelikle dayanıklılık problemlerine sebep olacağı ve aynı zamanda da sürekli bir enerji tüketimine  sebep olacağından dolayı bu alanda uygulamaları sınırlanmıştır. Bu problemin çözümü için nötral basamakta şeffaf formda olup yükseltgenme basamağında renklenebilen türde polimerlerin uygun olacağı düşünülmektedir [3].

Yapılan bu çalışmada, öncelikle aktif tabakada nötral basamakta şeffaf karbazol-floren bazlı elektrokromik polimer kullanılarak ITO-Cam/MP25/LiClO4 Jel elektrolit/PEDOT:PSS/ITO-Cam, dizaynında, 5 cm2 aktif alanda elektrokromik cihaz hazırlanmış ve herbir tabakanın film kalınlığı üzerinden elektrokromik performans optimizasyonu üzerine çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Sonrasında optimize edilmiş şartlarda herbir tabakanın atmosferik koşullarda basit sprey kaplama metodu ile ince filmlerin hazırlandığı 100 cm2’lik akıllı cam prototipi hazırlanmıştır. Hazırlanan geniş alan akıllı cam prototipinin renk değişim cevap zamanı, görünür ve NIR bölgede optik geçirgenlik değişimi ve ard arda uygulanan potansiyele karşı dayanıklılık gibi birçok parametre üzerinden performans testleri gerçekleştirilmiştir.

 

Kaynaklar

[1] Granqvist C. G., 1992 ”Electrochromism and smart window design” Solid State Ionics, 53, 479–489.

[2] Dyer A.L., Thompson E.J, Reynolds J.R. 2011. ”Completing the color palette with spray-processble polymer electrochromics”, Appl. Mater. Interfaces, 3, 1787-1795.

[3] Tahtali, G., Has, Z., Doyranli, C., Varlikli, C., Koyuncu, S. 2016. ”Solution processable neutral state colourless electrochromic devices: effect of the layer thickness on the electrochromic performance” ,Journal of Materials Chemistry C, 4 (42),10090-10094.

Nötral basamakta şeffaf elektrokromik yeni bir elektrokromik polimerden geniş alan (100 cm2) akıllı cam prototipinin hazırlanması ve performans analizi

Gülşen Bahara, Cansu Köka, Sermet KOYUNCU*a,b

 

aÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi,  Fen Bilimleri Enstitüsü, Enerji Kaynakları ve Yönetimi ABD /17100 ÇANAKKALE

cÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi,  Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü /17100 ÇANAKKALE

gulsenbahar@gmail.com, skoyuncu@comu.edu.tr

 

Akıllı camlar günümüzde ticari olarak genellikle inorganik yarıiletken filmlerden üretilmektedir ve bu filmler pahalı, prosesi zor vakum buharlaştırma teknikleriyle üretildikleri için fabrikasyon maliyetleri oldukça yüksektir [1]. Bu zamana kadar çözelti prosesleriyle işlenebilir olarak elde edilen ve akıllı cam teknolojisinde kullanım potansiyeli olan polimerik elektrokromiklerin hemen hemen tamamı, nötral basamakta renkli, yükseltgenme basamağında şeffaf formdadır[2]. Bu tür polimerlerin kullanılacağı akıllı cam teknolojisinde, camın güncel hayatta kullandığımız gibi sürekli şeffaf formda tutulabilmesi için bir potansiyel uygulanması zorunludur. Bir malzemenin sürekli bir potansiyel altında tutulmasının öncelikle dayanıklılık problemlerine sebep olacağı ve aynı zamanda da sürekli bir enerji tüketimine  sebep olacağından dolayı bu alanda uygulamaları sınırlanmıştır. Bu problemin çözümü için nötral basamakta şeffaf formda olup yükseltgenme basamağında renklenebilen türde polimerlerin uygun olacağı düşünülmektedir [3].

Yapılan bu çalışmada, öncelikle aktif tabakada nötral basamakta şeffaf karbazol-floren bazlı elektrokromik polimer kullanılarak ITO-Cam/MP25/LiClO4 Jel elektrolit/PEDOT:PSS/ITO-Cam, dizaynında, 5 cm2 aktif alanda elektrokromik cihaz hazırlanmış ve herbir tabakanın film kalınlığı üzerinden elektrokromik performans optimizasyonu üzerine çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Sonrasında optimize edilmiş şartlarda herbir tabakanın atmosferik koşullarda basit sprey kaplama metodu ile ince filmlerin hazırlandığı 100 cm2’lik akıllı cam prototipi hazırlanmıştır. Hazırlanan geniş alan akıllı cam prototipinin renk değişim cevap zamanı, görünür ve NIR bölgede optik geçirgenlik değişimi ve ard arda uygulanan potansiyele karşı dayanıklılık gibi birçok parametre üzerinden performans testleri gerçekleştirilmiştir.

 

Kaynaklar

[1] Granqvist C. G., 1992 ”Electrochromism and smart window design” Solid State Ionics, 53, 479–489.

[2] Dyer A.L., Thompson E.J, Reynolds J.R. 2011. ”Completing the color palette with spray-processble polymer electrochromics”, Appl. Mater. Interfaces, 3, 1787-1795.

[3] Tahtali, G., Has, Z., Doyranli, C., Varlikli, C., Koyuncu, S. 2016. ”Solution processable neutral state colourless electrochromic devices: effect of the layer thickness on the electrochromic performance” ,Journal of Materials Chemistry C, 4 (42),10090-10094.