مطالعه كوانتومي اثر پل مزدوج رنگدانه سلول هاي خورشيدي حساس شده با رنگ

كارشناسي ارشد

چكيده در اين تحقيق، هندسه و ساختار الكتروني رنگدانه هاي1D الي3D با استفاده از روش نظريه تابعيت دانسيته(DFT) و با تابع هيبريدي3LYPBو مجموعه پايه ي6-31G(d) در فاز گازي و فاز حلال(كلروفرم) مورد بررسي قرار گرفته است.در ادامه طيف جذبي الكتروني،تغييرات انرژي آزاد گيبس تزريق الكترون(〖ΔG〗^inject)، بازده برداشت نوري(LHE) و طول عمر حالت برانگيخته سه رنگدانه1Dو2Dو3D با روش نظريه تابعيت دانسيته وابسته به زمان(TDDFT) با همان تابع هيبريدي و مجموعه پايه روشDFT به منظور بررسي پارامترهاي سلول خورشيدي نظير جريان مدار كوتاه(JSC)،ولتاژ مدار باز(VOC) و نهايتا بازده تبديل سلول هاي خورشيدي حساس شده با رنگ() مورد بررسي قرار گرفت.محاسباتDFT وTDFT نشان داد كه رنگدانه داراي هترو اتم نيتروژن و هترو سيكل پيرول(D1) بر روي پل مزدوج خود، توانايي بيشتري در رزونانس الكتروني دارد كه اين باعث افزايش سطح انرژي لومو و سپس تزريق الكترون مناسب تر به باند هدايت نيمه هادي(TiO2) و نيز از طرفي باعث افزايش بازده برداشت نوري نسبت به دو رنگدانه ديگر مي شود. در پايان با بررسي روابط بين پارامتر هاي سلول هاي خورشيدي و تطبيق نتايج بدست آمده با نتايج تجربي رنگدانه D3، بازدهي تبديل بالاتر را براي رنگدانه كه داراي هترو اتم نيتروژن(D1) بر روي پل مزدوج مي باشد را پيش بيني كرديم. كليد واژه:نظريه تابعيت دانسيته(DFT)، نظريه تابعيت دانسيته وابسته به زمان(TDDFT)، سلول هاي خورشيدي حساس شده با رنگ(DSSCs)، رنگدانه آلي، پل مزدوج

186209

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر سيد مرتضي موسوي خوشدل

شيمي - فيزيك

دكتر سيد مجيد هاشميان زاده