Investigation on the Electronic Excitations of an Organic Dye in Order to Determination of Its Efficiency for Dye-Synthesized Solar Cells

Aslani, Shaghayegh (2019) Investigation on the Electronic Excitations of an Organic Dye in Order to Determination of Its Efficiency for Dye-Synthesized Solar Cells. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
aslani 98.10.26.pdf

Download (983kB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Research Amin:The solar energy is the largest and purest source of energy in the earth to convert light into electricity. Solar cells, based on organic pigments, are a type of thin-layer solar cells. In these cells, the organic dye acts as an anode and its electrons are excited by the absorption of light and transmitted to the TiO2 conduction band, which lead to production of electric field and current. The cathode also plays a catalytic role and reinserts the electron into the electrolyte. Research Method:In this study, we investigated the electronic excitation of three, new synthetic dyes using the UV_vis spectroscopic technique and compared the results with density functional and time dependent density functional calculations. Finding :The results indicated that N=N bond length is decreased with increase of the number of azo groups in the molecule due to smaller resonance ability in larger mulecules. Also,this resonance is stronger in solution in comparison with the gas phase. Conclusion:The results of TDDFT culcalations demoustrated that electronic excitation of these molecules at λmaxis local excitations and charge transfer dose not occur. These finishings indicates that electronic excitation for dyes containing azo groups is stroungly depended on molecular conformations and the other substituents around the azo groups in such away that to determine what molecule can increase the efficiency of the solar cell,the effects of these conformations and substituents should be studied by computational method before the synthesis of these solar cells.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بررسی برانگیختگی الکترونی یک رنگدانه آلی به منظور تعیین کارایی آن در سلول¬های خورشیدی بر پایه رنگدانه¬های آلی
Persian Abstract: هدف: خورشیدبزرگترینوپاکترینمنبعانرژیاستکهبرایتبدیلنوربهالکتریستهاستفادهمیشود. سلولهایخورشیدی،برپایهرنگدانهآلیگونهایازسلولهایخورشیدیلایهنازکهستند. دراینسلول ها فتو آند از یک نیمه رسانای حساس شده با رنگدانه ی آلی تشکیل شده است. و رنگدانه ی آلی نقش حساس کننده را دارد و با جذب نور, الکترون برانگیخته شده و به نوار هدایت TiO2 تزریق میشود.این انتقال الکترون باعث ایجاد میدان الکتریکی و جریان در سلول میشود. مولکول های رنگدانه ی اکسید شده با گرفتن الکترون از الکترولیت احیا میشوند.کاتد نیز نقش کاتالیزوری داشته و الکترون های ورودی از مدار خارجی را به داخل الکترولیت انتقال میدهند. روششناساییپژوهش :دراینپژوهش،انتقالاتالکترونی،رنگدانههایجدیدسنتزیبااستفادهازتکنیکاسپکتروسکپی uv_vis بررسیگردیدونتایجبدستآمدهبامحاسباتتابعچگالیوتابعچگالیوابستهبهزمانموردمقایسهقرارداده شد. یافتهها :نتایج محاسباتی نشان دادکهطولپیوند N=Nدر مولکول ها وابسته به انجام رزونانس است. مولکول هایی که دارای پیکربندی مناسب برای انجام رزونانس هستند، هم صفحه هستند در این صورت رزونانس انجام میگیرد و طول پیوند N=N به دلیل رزونانس بلندتر میشود.رزونانس در فاز محلول قوی تر از فاز گازی است.ولی در مولکول های بزرگتر و دارای زنجیره های طویل، فشار اوربیتالی باعث خروج مولکول از حالت هم صفحه شده و امکان انجام رزونانس وجود ندارد و طول پیوند آزو کوتاهتر و زاویه کمتر میشود.و نتایج محاسبات تابع چگالی وابسته به زمان نشان داد با افزایش تعداد گروه های Azo که برانگیختگی الکترونی این مولکول ها در محلول در حوالی λmax بصورت موضعی بوده و شامل انتقال بار رزونانس نمیشود. نتیجهگیری :انتقالات الکترونی در رنگینه های شامل گروه های Azo بشدت به پیکربندی مولکول و استخلاف ها ی متصل به گروه Azo وابسته است. بطوریکه برای تعیین اینکه کدام رنگینه کارایی بالاتری در سلول خورشیدی از خود نشان میدهد, باید استخلافها و پیکربندی ها حتما با روشهای محاسباتی بررسی گردد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Naser Shamkhali, AmirUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Zamanloo, Mohammad RezaUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Basic Sciences > Department of Chemistry
Divisions > Faculty of Basic Sciences > Department of Chemistry
Divisions: Subjects > Faculty of Basic Sciences > Department of Chemistry
Faculty of Basic Sciences > Department of Chemistry
Date Deposited: 31 May 2020 08:13
Last Modified: 31 May 2020 08:13
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/11376

Actions (login required)

View Item View Item