pencereden elektriksay›n erdal ‹nö-nü’nün ‹zmir’de verdi¤i bir konferans-ta...

4
Nobel ödüllü bilimci Linus Pau- ling’in “salt bilim, kendi ad›na bilim, merak olarak bilim, her yöne yönele- bilir, her fleye meydan okuyabilir ve gelecek teknolojilere götüren tek yol- duryorumu, san›r›m konumuz için uygun görünmekle birlikte bu deyime bir katk›da bulunmak istiyorum. Mes- leki yaflam›mda beni en çok etkileyen kiflilerden biri olan de¤erli psikiyatrist Prof. Dr. Do¤an Karan, bir gün bana Türkiye’de ODTÜ gibi baz› Üniversi- telerde neden Fen ve Edebiyat Fakül- teleri bir arada, tek bir fakülte halin- de” diye sormufltu ve tabii yan›tlaya- mam›fl, saçma sapan bir fleyler söyle- mifltim. Do¤an hoca, “Çünkü bat›da Sanat ve Temel Bilim birlikte kabul edilir, her ikisi de insano¤lu’nun ya- rat›c›l›¤›n›n kayna¤›d›r,” diye yan›tla- m›flt›. Bilim insan›n do¤adaki olaylar› merak ederek do¤an›n iç yap›s›n›, me- kanizmas›n› ö¤renmesi, ve herhalde sanatta do¤an›n sundu¤u ola¤anüstü yaflam› insan›n duygular› ile birlefltirip yüceltmesi ve bir ruh yaratmas›. Her iki yarat›c›l›k bir arada oldu¤unda, bel- ki de insano¤lu ola¤anüstü geliflmele- ri, teknolojileri oluflturabiliyor. Tekno- lojik bir sorunu çözebilmemiz için yal- n›z temel bilimi de¤il, bizi güdümleye- bilecek o ruhu da bulabilmemiz gerek- lidir diye düflünüyorum. Türkiye’de ne- den Nobel ödüllü bilim adam› yok, ne- den bilim-teknolojide geliflmifl ülkeleri yakalayam›yoruz sorular›n›n yan›t›, kaynak olan temel bilimin de¤il de bir sonuç olan mühendisli¤in hep peflin- den koflmam›z, hele sanat› yaln›z uyufl- turucu bir keyif arac› olarak kabul et- memiz de¤il mi? Osmanl› ‹mparatorlu- ¤u zaman›nda Bat›’n›n temel bilim e¤i- timini de¤il, sadece silah üreten mü- hendislerini getirtmifliz, ve bu hep böy- le, Cumhuriyet dönemimiz bafllayana kadar devam etmifl. Say›n Erdal ‹nö- nü’nün ‹zmir’de verdi¤i bir konferans- ta söyledi¤i gibi, bilimin tarifindeki me- rak deyiminin eski bir Osmanl› sözlü- ¤ünde ne yaz›k ki karfl›l›¤›: Üzerine vazife olmayan ifllerle u¤raflmak! Son befl y›ll›k serüvenimizde orga- nik günefl pilleri üretiminde az çok bir baflar› gösterebilmifl olmam›z, bilimin yan›nda bir ruhu da biraz yakalayabil- di¤imizden ötürü san›yorum. fiimdi sizlere bu ruhu yaratanlarla birlikte geçirdi¤imiz aflamalar› ve konunun bi- limsel, teknolojik s›rlar›n› aç›klamaya çal›flaca¤›m. Organik Günefl Pilleri olgusunu ilk oluflturanlar Türkiye fiifle Cam Fabri- kalar›n›n (TfiCF) Cam Araflt›rma Mer- kezinin de¤erli elemanlar›yd›. May›s 2000’de TfiCF Cam Araflt›rma Merke- zine, Günefl ›fl›n›mlar› alt›nda fotoaktif maddelerin nas›l cam yüzeylerde oto- matik dezenfeksiyon, organik kirlilik- leri nas›l kolayca yok edebilece¤ini, teknolojik bir çal›flman›n yap›labilece- ¤ini anlatmak için verdi¤im uzun ve tart›flmal› seminer sonunda Dr. Y›ld›- r›m Teoman, Dr. Baha Kuban, Dr. Re- ha Akçakaya, “iyi güzel de biz bu ko- nuda flu an ilgili de¤iliz, bir proje ya- pamay›z, ama isterseniz günefl pilleri üzerine bir proje önerinizi de¤erlen- direbiliriz” dediler. Do¤rusu afallam›fl- 52 Ekim 2005 B‹L‹MveTEKN‹K Organik Günefl Pil‹ YAPTIK pencereden elektrik pencereden elektrik fiekil 1. Bitki yapra¤› üzerinde günefl ›fl›n›mlar› alt›nda fotosentez mekanizmas›. Günefl enerjisinin kullan›l›r hale getirilmesinde silikon temelli panel ya da fotovoltaik gözelerin ard›ndan organik maddelerden yap›lan ve bant gibi yap›flt›r›labilen yüzeyler görev almaya haz›rlan›yor. Do¤adaki fotosentez sürecini taklit ederek elektrik üreten bu teknolojinin ilk örnekleri ülkemizde de gerçeklefltirilmeye baflland›. Birkaç y›l içinde odalar›m›z›n pencereleriyle elektrik üretebilmemizi sa¤layabilecek olan bu çal›flmalar›, TÜB‹TAK’›n deste¤iyle yürüten ekibin baflkan›na sorduk.

Upload: others

Post on 28-Jan-2021

9 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • Nobel ödüllü bilimci Linus Pau-ling’in “ssaalltt bbiilliimm,, kkeennddii aadd››nnaa bbiilliimm,,mmeerraakk oollaarraakk bbiilliimm,, hheerr yyöönnee yyöönneellee--bbiilliirr,, hheerr flfleeyyee mmeeyyddaann ookkuuyyaabbiilliirr vveeggeelleecceekk tteekknnoolloojjiilleerree ggööttüürreenn tteekk yyooll--dduurr” yorumu, san›r›m konumuz içinuygun görünmekle birlikte bu deyimebir katk›da bulunmak istiyorum. Mes-leki yaflam›mda beni en çok etkileyenkiflilerden biri olan de¤erli psikiyatristProf. Dr. Do¤an Karan, bir gün bana“Türkiye’de ODTÜ gibi baz› Üniversi-telerde neden Fen ve Edebiyat Fakül-teleri bir arada, tek bir fakülte halin-de” diye sormufltu ve tabii yan›tlaya-mam›fl, saçma sapan bir fleyler söyle-mifltim. Do¤an hoca, “Çünkü bat›daSanat ve Temel Bilim birlikte kabuledilir, her ikisi de insano¤lu’nun ya-rat›c›l›¤›n›n kayna¤›d›r,” diye yan›tla-m›flt›. Bilim insan›n do¤adaki olaylar›merak ederek do¤an›n iç yap›s›n›, me-kanizmas›n› ö¤renmesi, ve herhaldesanatta do¤an›n sundu¤u ola¤anüstüyaflam› insan›n duygular› ile birlefltiripyüceltmesi ve bir ruh yaratmas›. Heriki yarat›c›l›k bir arada oldu¤unda, bel-ki de insano¤lu ola¤anüstü geliflmele-ri, teknolojileri oluflturabiliyor. Tekno-lojik bir sorunu çözebilmemiz için yal-n›z temel bilimi de¤il, bizi güdümleye-

    bilecek o ruhu da bulabilmemiz gerek-lidir diye düflünüyorum. Türkiye’de ne-den Nobel ödüllü bilim adam› yok, ne-den bilim-teknolojide geliflmifl ülkeleriyakalayam›yoruz sorular›n›n yan›t›,kaynak olan temel bilimin de¤il de birsonuç olan mühendisli¤in hep peflin-den koflmam›z, hele sanat› yaln›z uyufl-turucu bir keyif arac› olarak kabul et-memiz de¤il mi? Osmanl› ‹mparatorlu-¤u zaman›nda Bat›’n›n temel bilim e¤i-timini de¤il, sadece silah üreten mü-hendislerini getirtmifliz, ve bu hep böy-le, Cumhuriyet dönemimiz bafllayanakadar devam etmifl. Say›n Erdal ‹nö-nü’nün ‹zmir’de verdi¤i bir konferans-

    ta söyledi¤i gibi, bilimin tarifindeki me-rak deyiminin eski bir Osmanl› sözlü-¤ünde ne yaz›k ki karfl›l›¤›: Üzerinevazife olmayan ifllerle u¤raflmak!

    Son befl y›ll›k serüvenimizde orga-nik günefl pilleri üretiminde az çok birbaflar› gösterebilmifl olmam›z, biliminyan›nda bir ruhu da biraz yakalayabil-di¤imizden ötürü san›yorum. fiimdisizlere bu ruhu yaratanlarla birliktegeçirdi¤imiz aflamalar› ve konunun bi-limsel, teknolojik s›rlar›n› aç›klamayaçal›flaca¤›m.

    Organik Günefl Pilleri olgusunu ilkoluflturanlar Türkiye fiifle Cam Fabri-kalar›n›n (TfiCF) Cam Araflt›rma Mer-kezinin de¤erli elemanlar›yd›. May›s2000’de TfiCF Cam Araflt›rma Merke-zine, Günefl ›fl›n›mlar› alt›nda fotoaktifmaddelerin nas›l cam yüzeylerde oto-matik dezenfeksiyon, organik kirlilik-leri nas›l kolayca yok edebilece¤ini,teknolojik bir çal›flman›n yap›labilece-¤ini anlatmak için verdi¤im uzun vetart›flmal› seminer sonunda Dr. Y›ld›-r›m Teoman, Dr. Baha Kuban, Dr. Re-ha Akçakaya, “iyi güzel de biz bu ko-nuda flu an ilgili de¤iliz, bir proje ya-pamay›z, ama isterseniz günefl pilleriüzerine bir proje önerinizi de¤erlen-direbiliriz” dediler. Do¤rusu afallam›fl-

    52 Ekim 2005B‹L‹M veTEKN‹K

    Organik Günefl Pil‹ YAPTIK

    penceredenelektrikpenceredenelektrik

    fiekil 1. Bitki yapra¤› üzerinde günefl ›fl›n›mlar›alt›nda fotosentez mekanizmas›.

    Günefl enerjisinin kullan›l›r hale getirilmesinde silikon temelli panel ya da fotovoltaik gözelerinard›ndan organik maddelerden yap›lan ve bant gibi yap›flt›r›labilen yüzeyler görev almaya haz›rlan›yor.Do¤adaki fotosentez sürecini taklit ederek elektrik üreten bu teknolojinin ilk örnekleri ülkemizde degerçeklefltirilmeye baflland›. Birkaç y›l içinde odalar›m›z›n pencereleriyle elektrik üretebilmemizisa¤layabilecek olan bu çal›flmalar›, TÜB‹TAK’›n deste¤iyle yürüten ekibin baflkan›na sorduk.

    organikGunesPil 9/26/05 9:24 AM Page 52

  • t›m, “ben günefl pili nedir pek bilmi-yorum, herhalde size yard›mc› ola-mam” dedim. Baha Kuban, “yok yokS›dd›k bey, sizin anlatt›klar›n›z zatenorganik günefl pillerinin esas›”, de-yince o an beynimi fotosentez-fotobo-zunma çal›flmalar›m›zdan elektrik eldeedebilece¤imiz sarhofllu¤u sard›. Fa-kat birkaç saniye sonra bu iflin nas›lolabilece¤imi hiç bilmedi¤imi anlay›n-ca, “sanm›yorum ama, araflt›raca-¤›m” yan›t›n› verdim.

    TfiCF, ac›mas›z rekabet içinde ol-du¤u Avrupa, ABD, Japonya cam fir-malar› karfl›s›nda ayakta kalabilmekiçin her türlü ince film teknolojilerinigelifltirirken, baz› firmalar›n fotovolta-ik camlar yapma hedefinde oldu¤unuö¤renince bu ifli nas›l yapar›z, yapt›r›-r›z diye düflünmeye bafllam›fl ve ben detam o s›rada karfl›lar›na ç›km›fl›m. Ay-n› y›l temmuz ay›nda Almanya’n›nDresden kentinde, fotokimya kongresi-ne tüm araflt›rma grubum ile kat›ld›m.Kongre tebli¤ler kitab›nda benim gibiorganik fotokimyac› olan Prof. Dr. Mic-hael Graetzel’in4 organik günefl pilleriadl› konuflmas› oldu¤unu görünce ko-fla kofla dinlemeye gittim. O zaman buifli gerçekten yapabilece¤imizi kavra-d›m ve türlü hayaller kurmaya baflla-d›m. Ancak, tabii sadece kavramak yet-medi. ‹lk kez ilkel bir organik güneflpilini iletken cam üzerinde titanyumdioksit üzerine emdirilmifl fotosentez-de kulland›¤›m›z bir aromatik diimidile Eylül 2000’de gerçeklefltirip günefl›fl›¤›nda avometrenin voltaj okununoynad›¤›n› görünce heyecanland›m.Hemen ‹zmir’e davet etti¤im Baha veReha’yla ayn› denemeyi çocukca birkofluflturmayla tekrarlad›k. AncakEkim 2000 – fiubat 2001 sürecindeFulbright bursu ile bulundu¤um Cali-fornia Üniversitesi (Los Angeles) Kim-ya Bölümü’nde yapt›¤›m literatür arafl-t›rmalar›nda bu iflin o kadar da kolay

    olmayaca¤›n› anlamaya bafllam›flt›m.Sorun, bitkilerin milyonlarca y›ll›k fo-tosentez deneyimini nas›l laboratuva-ra tafl›yabilece¤imizdi.

    Organik Günefl Pilleri, (k›sacaOGP) ya da Boyar Maddeli Günefl Pil-leri, asl›nda do¤adaki fotosentezin bi-raz acemice taklidinde baflka bir fleyde¤il. ‹ncecik yeflil bir yaprak yeflil klo-rofiliyle güneflin ›fl›k enerjisini ustacaso¤urup, içindeki baz› selülozik yap›-lardan bu enerjiyle elektron kopar-makta ve elektronu yine ayn› ustal›klakullanarak, zincirleme reaksiyonlarlasu ve karbondioksitten karbohidrat el-de edebilmekte. Bugün insano¤lununtam çözemedi¤i bu kimyasal/fotokim-yasal reaksiyon zincirleri içinde oksi-jen de üretilmekte. Ortal›kta elektronmermilerinin dolaflmas› pek tabii kiyaln›z karbonhidrat, oksijen üretimide¤il, e¤er bir döngü sa¤lanabilirseelektrik üretimi de olacak demektir.fiekil 1’de kavuniçi renkli gelen fotongünefl ›fl›¤› enerjisi, Chl ise klorofildir.Ifl›k ile klorofil uyar›larak üst enerjidüzeyine geçiyor, fazla enerji alan klo-rofil molekülü rahatlayabilmek için d›-flar›ya bir elektron veriyor ve iflte on-dan sonra da adeta yaflam döngüsü debafll›yor. Elektron yolda yakalad›¤›karbondioksiti suyla birlefltirip glükoz

    karbohidrat›n› oluflturuyor, sonra bu-nunla da yetinmeyip suyu da parçala-y›p oksijen ve proton katyonu olufltu-ruyor. En sonunda da klorofilin sakinhaldeki alt temel enerji düzeyine dö-nüp tekrar bir günefl fotonunun gelipkendisini yeniden oyun alan›na ç›kart-mas›n› bekliyor.

    Elektronun kimyasal yap›lar› par-çalay›p-birlefltirmekle u¤raflmas› yeri-ne, yoluna sa¤lam kimyasal yap›lar ge-tirip bir an önce vakit ve güç kaybet-meden ç›kt›¤› klorofil evine geri dön-mesini sa¤layabilirsek pek tabii elek-trik elde etmifl oluruz. Bu, t›pk› bir ›r-makta ak›nt›ya karfl› yüzerek, tümenerjimizi harcayarak karfl›ya geçebil-meye çal›flmak yerine, ›rma¤a büyükkayalar koyup üzerlerinden hoplaya-rak, z›playarak h›zla karfl›ya geçmeyebenziyor. fiekil 2, bu iri kayalar›n ne-ler oldu¤unu gösteriyor. Birincisi, kul-lanaca¤›m›z boyar madde (dye), çoksa¤lam olmal›. Günefl ›fl›¤›n› istedi¤i-miz görünür bölge dalga boyunda so-¤urabilmeli ve d›flar›ya elektron verdi-¤inde sendeleyip çevresindeki baflkamoleküller ile reaksiyona girmemeli,yani bozunmamal›. Bunun için orga-nik boyar maddemizi klorofil yerinebaflka birisiyle de¤ifltirmemiz gerekli.Bildi¤iniz gibi, güzel yeflil renkli yap-raklar bir süre sonra sarar›p bozar-makta.

    Organik günefl pillerinin babas› sa-y›lan Prof. Graetzel, baz› rutenyumluorganometalik kompleksler kullanm›fl.Bizse, bir alternatif olarak perilen imidadl› organik yap›lar› da seçtik ve dene-dik. Her iki tür yap›lar da yüzlerce kezyo¤unlaflt›r›lm›fl günefl ›fl›klar› alt›ndabozunmadan ifllev görebilmekte. Oysabildi¤imiz baz› di¤er boyar maddeler,örne¤in metilen mavisi, fluoresin, bukoflullarda saniyeler içinde tamamenbozunmakta. Elektron, bizim renkliboyar maddemizin üst enerji düzeyin-

    53Ekim 2005 B‹L‹M veTEKN‹K

    fiekil 2. OrganikGünefl Pili-OGPmekaniznmas›.

    fiekil 3: 2001 y›l›nda üretilen organik günefl pili.

    fiekil 4. Nanomorfolojik yap›da saydam TiO2üzerine absorblanm›fl perilendiimid boyar maddesi

    (Yaz›lar cam tabakan›n alt›nda).

    Cam

    Cam

    ‹letken saydamkatman

    ‹letken saydamkatman

    Sabitlenmifl boya

    Elektrolit

    SayaçelektrotuYük

    Titania (TiO2)

    Tek kat boya

    Elektrolit

    Katalizör

    Yeflil Güç STI, Avustralya

    Boya

    Günefl Göze Yap›s›

    Ifl›k

    Yapay Fotosentez

    organikGunesPil 9/26/05 9:24 AM Page 53

  • den ç›kt›ktan sonra bir merdivendenafla¤› inmeli. Afla¤› inemezse, geriyedöner ve elektrik elde etme hayalimizde sona erer. fiekil 2’deki grafikte, bumerdivenlerin nerelerde, hangi düzey-lerde oldu¤unu görmekteyiz. Molekü-ler yap›lar›n merdivendeki yerlerininönceden saptanmas›, günefl pilinin ça-l›fl›p çal›flmayaca¤›n›n en önemli önbulgusudur. Bunun için, kullanaca¤›-n›z boyar madde ya da fotoaktif ilet-ken metal oksit veya elektrolit kimya-sallar›n›z›n önceden redoks potensiyel-lerini ölçüp, flekildeki merdiven grafi-¤inin sa¤›nda görünen enerji skalas›n-da nerede oldu¤unu görmemiz gere-kir. Bizim OGP’mizde, günefl ›fl›klar›alt›nda üst düzey enerji seviyesi uygunbir merdiven görevi yapan sa¤lam, da-yan›kl› TiO2 molekülü seçildi. Tabii bo-yar maddemizden gelen elektronun ti-tanyum dioksit üzerinden yoluna de-vam edebilmesi için, iletken bir ortamgerekir. Bu görevleri yerine getirmeamac›yla, cam bir yüzeyin üzerine ön-ce çok ince, nanometre (10-9 metre) ka-l›nl›klarda iletkenli¤i sa¤layan kalay di-oksit tabakas›, onun üzerine de incebir titanyum dioksit tabakas› kaplan›-yor. Her iki tabaka da cam üzerindeçok ince, yo¤un ve homojen oldu¤u

    için cam yine saydam kal›yor. Yanicam, caml›¤›ndan bir fley kaybetmiyor,tersine birde üstüne üstlük elektrik ge-çirebilme yetene¤ini kazan›yor. Elek-tron, bir elektrik teli üzerinden bir di-¤er elktrod olan kalaydioksit kapl› ca-ma aktar›ld›¤›nda, pil içinde ters yön-den elktronun seyahati bafll›yor. ‹kincikarfl›t elektroddan da flekil 2’de görü-len I3-/I-, iyot-iyodür redoks çifti merdi-veni üzerinden boyar maddemizin te-mel alt enerji düzeyine gelerek döngü-yü tamamlay›p, elektrik ak›m›m›z› üre-tebilmemizi sa¤l›yor. Tüm tabakalar›nkal›nl›¤›, nanometreler düzeyinde olu-yor. Bir organik günefl pilinin ifllevselkal›nl›¤›, 3-5 mikron yani 3000-5000nanometre kadar. San›r›m nanotekno-loji deyiminin nereden geldi¤ini anla-m›fls›n›zd›r. Bir molekülün boyutlar›da 10-100 nanometre kadar oldu¤uiçin, organik günefl pili gibi teknolojikolgulara Nanoteknoloji yerine Molekü-ler Teknoloji deyimini kullanmak belkidaha do¤ru olabilir.

    Bu ifle soyundu¤umuzda ne yaz›k-ki nanometre hassasiyetinde ince film-ler haz›rlayabilece¤imiz bir laboratu-var alt yap›m›z olmad›¤› gibi, sol-jel in-ce film teknolojisin hakk›nda da ancakk›smi bilgi ve deneyimimiz vard›. Zo-runlu olarak TfiCF cam araflt›rma mer-kezi laboratuarlar›nda çal›flmalar›m›z›yürütmeye bafllad›k ve ilk çal›flmalar›bizzat ben yapt›m. Bu laboratuvarlar-da sol-jel ince film teknolojisi ABD’denTfiCF dan›flman› say›n Dr. Bülent Yol-dafl ve di¤er bir çok de¤erli araflt›r›c›la-r›n katk›lar›yla çok ileri düzeye ulafl-m›flt›. Her gün adeta yeni bir heyecan-la yeni bir fleyler ö¤reniyor ve yeni kü-çük bir geliflme sa¤l›yorduk. Ancak,Ege Üniversitesi’ndeki akademik gö-revlerim nedeniyle düzenli çal›flmala-r›n yap›labilmesi için doktora ö¤ren-

    cim Canan Karapire’nin ‹stanbul’dakiCam Araflt›rma Merkezi laboratuvarla-r›na, gitmesi gerekti. Bu süreçte sürek-li olarak sol-jel ince film teknoloji yete-ne¤imizi gelifltirmeye çal›flt›k ve peri-len diimid molekülleri, s›v› elektrolitsistemleriyle yüzlerce günefl pili yap-t›k. ‹lk yapt›¤›m›z tarihi pillerden birtanesinin foto¤raf› fiekil 3’te görülü-yor. Voltaj, görüldü¤ü gibi 0,6-0,7 Voltkadar olmakla birlikte, ak›m birkaçmikroamper düzeyini aflam›yordu.‹yodürlü s›v› elektrolit tabakas› da pi-lin ömrünü k›salt›yordu. Oysa, bilindi-¤i gibi, mevcut ticari silikon pillerininömrü 30-40 y›l. Graetzel ise çok dahakararl› ve yüksek verimli OGP’ler ya-p›p bilimsel yay›nlar ç›kar›yordu. Ca-nan, Celal Bayar Üniversitesi’ndeki gö-revleri nedeniyle düzenli ve sürekli ‹s-tanbul’da kalamad›, ve görevi K›rcaa-li’li (Bulgaristan) yüksek lisans ö¤ren-cim Ceylan Zafer devir ald›. Ceylan’›nCam Araflt›rma Merkezi’ne k›sa süredeuyum sa¤lamas›, çevresiyle sa¤l›kl› di-yalog kurabilmesi, özverili olarakuzun süreli çal›flmalar› yürütebilmesive yurt d›fl›ndan bilgi transferiyle OGPçal›flmalar›m›z h›zland›. Ad›m ad›milerlemeye bafllad›k. Verimi art›rmakiçin gerekli nanomorfolojik yap›da ti-tanyum dioksiti yurt d›fl›ndan getirt-mek yerine, önce Cam Araflt›rma Mer-kezi’nde, sonra ‹zmir’de yapt›rd›¤›m›zyerli otoklavla Ege Üniversitesi’ndeoluflturmay› baflard›k. Bu, bize saydamve daha etkin titanyum tabakas› olufl-turma yetene¤ini sa¤lad› (Bak fiekil 4).Nanomorfolojik yap›daki 20-40 nm bo-yutunda titanyum dioksit taneciklerinioluflturabildi¤imizi ispatlayan AtomikKuvvet Mikroskopu (AFM) spektrosko-pi resimleri, bilimsel yay›nlar›m›za da-yanak oldu (fiekil 5). ‹zleyen önemlibir geliflme de, içinde ‹sviçre LozanÜniversitesinden Prof. Dr. MichaelGraetzel’inde oldu¤u 12 ortakl› Avru-pa Toplulu¤u MOLYCELL-Esnek Or-ganik Günefl Pilleri IV. Çerçeve Proje-sine kat›lmay› baflarabilmemiz oldu.Londra Üniversitesi’nden Prof. Dr. Ja-mes Durrant, Siemens, Konarka gibifirmalar›n ve Almanya’dan FraunhoferEnstitüsü’nün bulundu¤u gruba gire-bilmemizde bize destek olan Linz Üni-versitesi (Avusturya), Organik GüneflPilleri Enstitüsü’nün (LIOS) kurucususay›n Prof. Dr. Serdar Niyazi Sar›çift-çi’ye teflekkür borçluyuz. Art›k bugün

    54 Ekim 2005B‹L‹M veTEKN‹K

    fiekil 5. Nanomorfolojik yap›daki bir TiO2 tabakas› üzerinde adsorblanm›fl perilendiimid boyar maddesininAFM-Atomik Kuvvet Mikroskopu görüntüsü.

    fiekil 6. Üretilen % 7,5 verimli bir OGP grafi¤i(Voc = 724 mV, Isc= 14,1 mA/cm2, FF = 0,73).

    Potansiyel [V]

    AKIM

    [M

    A]

    organikGunesPil 9/26/05 9:24 AM Page 54

  • dünyada yap›lan geliflmeleri bu projeiletiflimi kanal›yla çok daha yak›ndantakip edebiliyoruz. Genç araflt›r›c›lar›-m›z, Avrupa’daki en ileri düzey orga-nik günefl pili araflt›rmalar›n›n yap›ld›-¤› laboratuvarlarda 1-3 ayl›k sürelerlesürekli çal›flmalar yapabilme imkan›ylaar› gibi gidip geliyorlar. Laboratuvar-lar›m›zda kendi kimyasallar›m›zla üret-ti¤imiz OGP’lerde birim yüzeyde (1cm2) 9 % verime kadar ulaflabildik.fiekil 6’da 7.5 % verimde üretti¤miz birOGP ak›m-voltaj grafi¤i görülmekte.Bugün benim ve TfiCF’de Dr. Y›ld›r›mTeoman’›n ofisindeki 2 y›l önce üretti-¤imiz OGP’ler tak›r tak›r çal›flarak, ka-rarl›l›k sorunumuzu çözdü¤ümüzü is-patlamakta.

    Enstitümüze TÜB‹TAK, DPT projedestekleriyle sa¤lad›¤›m›z bir nanotek-noloji-ince film laboratuvar›n› kurabil-mifl durumday›z. Art›k araflt›r›c›lar›m›-z›n TfiCF Cam Araflt›rma Merkezi’neuzun süreli çal›flmalar için gitmelerinegerek kalmadan, üretim çal›flmalar›m›-z› daha h›zl› olarak yapabilmekteyiz.Üretti¤imiz pilleri laboratuvar koflulla-r›nda standart günefl ›fl›n› verebilen(1,5 AM sun) sistemle çal›flt›rarak bilgi-sayar kontrollü I-V ölçümü yapan elek-tronik cihazlarla, saatlerce gerek ve-rim ve gerekse dayan›kl›l›k testleri ya-pabilmekteyiz. Bu testlerimizi Londra,Lozan ve Linz Üniversiteleri laboratu-varlar›nda da tekrarlayarak bilimsel so-nuçlar› kesinlefltiriyoruz. fiekil 6’da butür testler sonucu %7,5 verim gösterenbir OGP’mizin I-V (ak›m-voltaj) stan-dart grafi¤ini görmekteyiz. Birim yü-zeyde verim çal›flmalar›m›z hedefine

    ulaflt›¤› için, modül düzenekleri yanibüyük boyutlarda (hedef 1-1,5 m2) gü-nefl pillerimizi üretebilmek için çal›fl›-yoruz. En son 15x12 cm boyutundaüretti¤imiz 3.7 Volt ve 50 mAmper gü-cündeki bir pilimiz, mekanik bir saative alarm›n› çal›flt›rabilir güce gelmiflbulunuyor (fiekil 7). Bilimsel yay›nlaryan›nda, 2 adet patent baflvurusu dayapt›k. Birim pillerden büyük boyutla-ra geçilmesi, birim pil hücrelerinin mi-limetrik duyarl›l›kta eflde¤er olmalar›-n› ve elektriksel ba¤lant›lar›n minimaldirençte olmalar›n› gerektiriyor. Bu ça-l›flmalar için ASELSAN gibi kurumlar-la iflbirli¤ini gerçeklefltirmeyi hedefli-yoruz. Gelecek iki y›l sonunda elektriküretebilen 1-1,5 m2 boyutunda fotovol-taik renkli pencere camlar›n pilot üre-timini sizlere sunabilmeyi umuyoruz.

    Tüm bunlar›n yan›nda, nanotekno-lojik yeni mikroelektronik ayg›tlar›üretebilme kapasitelerimizin ortayaç›kmaya bafllamas› bizleri yeni heye-canlara ve yeni serüvenlere de sürükle-meye bafllad›. Bugün elektronik sana-

    yiinde kullan›lan LED lambalar›n iç ya-p›s›n›n, teknolojisinin OGP lerle tama-men ayn› oldu¤unu ö¤rendik. Araflt›r-ma grubumuzda Yrd. Doç. Canan Ka-rapire, Yrd. Doç. Dr. fierafettin Demiçorganik LED lambalar (OLED) üretimiüzerine TÜB‹TAK projesi deste¤i ald›-lar. Laboratuvar alt yap›m›z› bu yeniüretim için haz›rl›yoruz. Yine grubu-muz üyesi Yrd. Doç. Dr. fiule Ertenise, ekim-aral›k 2004’te Avusturya LI-OS Enstitüsünde yapt›¤› çal›flmalarda,yine ayn› temelde farkl› bir teknolojikürün olan, organik transistörlerin ken-di kimyasallar›m›zla üretimi konusun-da baflar› sa¤lad›. Profesör Sar›çiftçi ileortak bir bilimsel yay›n ve patent bafl-vurusu yapt›k. Yak›nda ülkemize ›fl›klaçal›flabilen organik transistör üretimteknolojisini de getirebilece¤ini umu-yor ve ülkemizin gelece¤inin petrol,do¤al gaz kâbusundan kurtar›lmas›n›diliyoruz. Yenilenebilir enerjiler de-nen günefl, rüzgar, biyokütle/biyogazkaynaklar› sadece ülkemize ekonomikde¤er kazand›rman›n yan›ndan Dün-ya’n›n ekolojik dengesinin korunabil-mesine de katk› yap›yorlar. AtatürkTürkiye’sine de yak›flan›n bu olaca¤›görüflündeyiz.

    fiekil 8’deki foto¤rafta görülen Ka-s›m Ocako¤lu, Mahmut Kufl, ve GüneflIfl›n›ml› Fotokimya Grubu’nun di¤erde¤erli üyelerinin organik sentezler,spektroskopik çal›flmalar›yla tüm di¤erelemanlar›n›n da katk›lar› gerçeklefl-mifltir. Projemizin baflar›l› olmas›nda,özgür bir üniversite ortam›nda bizleredestek sa¤layan rektörümüz say›nProf. Dr. Ülkü Bay›nd›r ve ekibine min-net hislerimizi ifade ederiz. Sayg› vesevgilerimizle.

    P r o f . D r . S › d d › k ‹ ç l iEge Üniv., Günefl Enerjisi Enst. Md.

    55Ekim 2005 B‹L‹M veTEKN‹K

    fiekil 7. 15x12 cm boyutunda ve 3,7 Volt, 50 mAmper gücünde

    mekanik/alarm saati çal›flt›ran OGP.

    fiekil 8. Ege Günefl Enerjisi Enstitüsü Günefl Ifl›n›ml› Fotokimya araflt›rma grubu üyeleri.

    organikGunesPil 9/26/05 9:24 AM Page 55