In recent years, copolymers designed by different donor-acceptor (D-A) combinations for high-efficiency photovoltaic applications have been advanced to achieve broad absorption spectra and suitable molecular energy levels. Donor-acceptor design approach in photovoltaic polymers provides easy tuning of optical and electronic features of desired polymers. Moreover, π-bridges utilized in D-A type polymer main chain have been studied extensively to extend π delocalization and conjugation length of well-designed polymer. In this regard, D-A type two copolymers based on benzodithiophene moiety as the electron-rich donor unit and benzotriazole moiety functionalized by alkyl chain as the electron deficient acceptor unit with different π-bridges were designed for organic solar cell applications. Two copolymers P1 and P2 were synthesized via Stille coupling reaction to realize the impacts of structural modifications on electronic and optical features. While P1 has a thiophene π-bridge unit in its backbone, selenophene was utilized as the π-bridge moiety in main chain of P2.Synthesized polymers P1 and P2 were analyzed by 1H and 13C NMR spectroscopy, TGA, DSC, CV, and UV-Vis-NIR spectroscopy to characterize their structural, electronic and optical properties. Structure of polymers was investigated by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. Highest occupied molecular orbital and lowest unoccupied molecular orbital energy levels and band gap values were determined via cyclic voltammetry and UV-Vis-NIR absorption spectra. Photovoltaic properties were investigated ITO/PEDOT:PSS/Polymer:PCBM/LiF/Al device structure measured under standard AM 1.5 G illumination (100 mW/cm2). As a consequence of measurements under standard AM 1.5 G illumination (100 mW/cm2), the highest power conversion efficiency values were recorded as 2.41% and 1.56% for P1 and P2 based OSCs, respectively.

Son yıllarda, yüksek verimli fotovoltaik uygulamalar için geniş soğurma spektrumları ve uygun moleküler enerji seviyeleri elde edebildiğimiz farklı donor-akseptör (D-A) kombinasyonları ile tasarlanan kopolimerler geliştirilmiştir. Fotovoltaik polimerlerde donör-akseptör yaklaşımı, istenen polimerlerin hem optik hem de elektronik özelliklerinin kolayca ayarlanmasını sağlar. Ayrıca, D-A yaklaşımı ile sentezlenen polimerlerin ana zincirlerinde kullanılan π-köprülerinin, polimerlerin π-delokalizasyon sistemlerini ve konjugasyon uzunluklarını geliştirdikleri bu alanda yapılan bir çok çalışma ile desteklenmiştir. Bu bağlamda, benzoditiyofen (BDT) ünitesi elektron bakımından zengin bir donör olarak ve alkil grubu ile fonksiyonlandırılmış benzotrizole (BTz) ünitesi akseptör olarak kullanılan, farklı π-köprülere sahip iki D-A tipi konjüge kopolimer organik güneş pili uygulamaları için tasarlandı. Yapısal modifikasyonların elektronik ve optik özellikler üzerindeki etkilerini gerçekleştirmek için farklı π-köprü üniteli iki kopolimer P1 ve P2 Stille kenetlenme reaksiyonu ile sentezlendi. P1'in omurgasında π-köprü ünitesi olarak tiyofen grubu kullanılırken, P2'nin ana zincirinde π-köprüsü olarak selenofen kullanıldı.Sentezlenen Pl ve P2 polimerlerinin, yapısal, elektronik ve optik özelliklerini karakterize etmek için 1H ve 13C NMR spektroskopisi, TGA, DSC, CV ve UV-Vis-NIR spektroskopisi kullanıldı. Polimerlerin yapısal özellikleri Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi ile incelendi. En yüksek dolu moleküler orbital ve en düşük boş moleküler orbital enerji seviyeleri ve bant aralığı değerleri, siklik voltammetri ve UV-Vis-NIR soğurma spektrumu ile belirlendi. Fotovoltaik özellikler, standart AM 1.5 G aydınlatma (100 mW/cm2) altında ölçülen ITO/PEDOT: PSS/Polimer:PCBM/LiF/Al cihaz yapısı incelendi. P1 ve P2 bazlı organik güneş gözeleri için maksimum güç dönüşüm verimi değerleri sırasıyla %2.41 ve %1.56 olarak kayıtlara geçmiştir.