Tasarlanan dört yeni konjuge tip ko-polimer Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) ve Zamana Bağlı Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (TD-DFT) kullanılarak B3LYP/6-31G(d) temel seti ile incelenmiştir. Bis(4-(heziloksi)fenil)amin, benzo[1,2-b:4,5-b']ditiyofen-4,8-diamin, phenantro[3,4-d:9,10-d']bis([1,2,3]tiyadiazol) moleküllerinden oluşan polimer yapılar elektron donör ve akseptör özelliği göstermektedir. Polimer yapılarda fenantro[3,4-d:9,10- d']bis([1,2,3]tiyadiazol)-10,12-dikarbonitril bileşeni ortak akseptör molekül, N2 ,N2 -bis(4- (hekziloksi)fenil)benzo[1,2-b:4,5-b']ditiyofen-2,8-diamin donör molekül olarak tasarlanmıştır. (E)-2-((metilimino)metil)fenol ve (E)-N-benzilidenemetanamin Schiff bazları donör molekülün farklı konumlarına substitüent olarak eklenerek tasarlanan polimer yapıların HOMO-LUMO enerji aralıkları açık devre gerilimleri (VOC) ve optik özellikleri teorik olarak incelenmiştir. Schiff bazı molekülünde orto konumunda bulunan OH grubundaki hidrojen ile -CH=Ngrubunda bulunan nitrojen hidrojen bağı yaparak molekülün düzlemsel yapıda kalmasını sağlamıştır. Böylece moleküldeki elektron delokalizasyonu ile birlikte konjugasyonun arttığı gözlenmiştir. Optimize edilmiş polimerlerin düşük HOMO-LUMO enerji 1.57 – 1.79 eV aralığında elde edilmiştir. Polimer yapıların UV-vis absorpsiyon spektrumları solar UV spektrumu ile uyumlu olup absorpsiyon maksimum dalga boyları 592-693 nm aralığında gözlenmiştir. Moleküller için açık devre gerilimi (VOC) 0.58-0.86 eV aralığında hesaplanmıştır. Elde edilen verilere göre APTD-2 polimeri organik fotovoltaik hücre tasarımında donör molekül olarak kullanılabilecek bir molekül olduğu belirlenmiştir. Tasarlanan organik fotovoltaik hücrede [6,6]-fenil-C61-butirik asit metil ester (PCBM) akseptör olarak kullanımıştır. II Anahtar Kelimeler: Organik fotovoltaik hücre, Donör-akseptör molekül, PCBM, Schiff baz, Elektronik yapı, Optik özellikler, Açık devre gerilimi (VOC), HOMO, LUMO, DTF, TD-DFT.
Designed four new conjugated copolimers have been investigated by means of Density Functional Theory (DFT) and Time-Dependent DFT (TD-DFT) at the B3LYP/6-31G(d) level of theory. Polymer structures consisted of bis(4-(heziloksi)fenil)amin, benzo[1,2-b:4,5-b']ditiyofen- 4,8-diamin, phenantro[3,4-d:9,10-d']bis([1,2,3]tiyadiazol) indicate donor and acceptor properties depending on the position of Schiff base substituent. In the polimer structures, phenanthro[3,4- d:9,10-d']bis([1,2,3]thiadiazole)-10,12-dicarbonitrile has been designed as common acceptor moiety and N2 ,N2 -bis(4-(hexyloxy)phenyl)benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene-2,8-diamine has been designed as donor moiety. HOMO-LUMO energy gap, open circuit voltage and optical properties of the designed polimer structures in which (E)-2-((methylimino)methyl)phenol Schiff base and (E)-N-benzylidenemethanamine are added to the different positions of the donor molecule as a substituent have been investigated theoretically. In Schiff base molecule, the hydrogen bonding form between hydrogen of OH group and nitrogen of -CH=N- group forces the (E)-2-((methylimino)methyl)phenol to be planar. Thus, the conjugation increases along with the electron delocalization in the molecule. Low HOMO-LUMO energy gaps of the optimized polimers are obtained in the range of 1.57-1.79 eV. UV-vis absorption spectra of polymer structures are found in consistency with the solar UV spectra and maximum wavelengths of absorption spectra are observed in the range of 592-693 nm. Open circuit voltage (VOC) of the IV compounds have been computed in the range of 0.58-0.86 eV. According to the obtained results, it is determined that APTD-2 polymer can be used as a donor molecule in designing of the organic photovoltaic cell. In designig organic photovoltaic cell, [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM) is used as acceptor. Keywords: Organic photovoltaic cell, Donor-acceptor molecule, PCBM, Schiff base, Electronic structure, Optical properties, Open circuit voltage (VOC), HOMO, LUMO, DTF, TD-DFT.