Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Najafi chermahini,Hossein Farrokhpour
علیرضا نجفی چرمهینی (استاد مشاور) حسین فرخ پور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Monirsadat REZATOFIGHI
منیرالسادات رضاتوفیقی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

The theoretical study of the performance of several thieno [3,2-b] thiophene based dyes in the dye-sensitized solar cell (DSSC) and their interactions with the (001) and (101) anataz TiO2 surfaces
In this work, the performance of several thieno [3, 2-b] thiophene based organic dye molecules as sensitizer in the dye-sensitized solar cell (DSSC) was investigated using the theoretical calculations. In this regard, the efficiency of electron transfer from the dye molecule to the conduction band of TiO2 was calculated in the gas phase and acetonitrile, separately. The calculation of the efficiency of electron transfer was performed based on the first and the most intense electronic transition, separately. It was observed that the dyes do not tend for the electron transfer in the gas phase while there is electron transfer in the solvent. Theoretical calculations showed that the dyes N1, N2 and, O1 have considerable negative free energy for the electron transfer to the conduction band of TiO2. Also, the effect of the increase of the length of conjugated carbonic chain between the bases of dye and their anchor groups on the electron transfer was investigated. It was found that the efficiency of electron transfer decreased by the increase of chain length. The adsorption of N1 molecule, as a good candidate for electron transfer, on the (001) and (101) TiO2 surfaces were investigated using periodic density functional theory calculations. Different initial geometries were selected for the adsorption of N1 molecule on the TiO2 surface and the adsorption energy for each configuration was determined. It was observed that the adsorption of N1 on the (101) surface is more suitable than that on the (001) surface.
رنگ با استفاده از محاسبات نظری مورد بررسی قرار گرفته است. در این محاسبات راندمان انتقال الکترون از مولکول رنگ به نوار رسانش TiO 2 برای تمام رنگ ها در دو فاز گازی و حلال استونیتریل به طور جداگانه براساس اولین انتقال الکترونی و پرشدت ترین انتقال الکترونی محاسبه گردید. مشاهده شد که مولکول های رنگ تمایل به انتقال الکترون به نوار رسانش TiO 2 در فاز گازی ندارند ولی در حلال استونیتریل این تمایل وجود دارد. از بین رنگ های مورد نظر تنها مولکول 1 = ( E )-2-((5-(methylamino)thieno[3,2-b]thiophen-3-yl)methylene)-3-iminosuccinic acide، 2 = ( E )-2-((6-(dimethylamino)thieno[3,2-b]thiophen-3-yl)methylene)-3-iminosuccinic acideو O 1 = ( E )-2-imino-3-((5-methoxythieno[3,2-b]thiophen-3-yl)methylene)succinic acide مقدار انرژی آزاد قابل توجه برای انتقال الکترون به نوار رسانش TiO 2 داشتند. همین طور تاثیر افزایش طول زنجیر کربنی مزدوج بین قسمت پایه رنگ و گروه های لنگر آن مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که با افزایش طول زنجیر کربنی راندمان انتقال الکترون از مولکول رنگ به سطح TiO 2 کاهش می یابد. مولکول N 1 به عنوان یکی از رنگ های مطلوب از جهت گیری های مختلف بر روی سطوح (001) و (101) TiO 2 قرار داده شد و با استفاده از محاسبات تابعی چگالی و با در نظر گرفتن شرایط مرزی تناوبی ساختارهای مورد نظر بهینه گردید و انرژی های جذب آنها مشخص گردید. براساس این محاسبات هندسه جذب مولکول N 1 بر روی دو سطح (001) و (101) TiO 2 مشخص گردید. مشاهده شد که انرژی جذب مولکول N 1 بر روی سطح (101) TiO 2 به مراتب از سطح (001) بیشتر است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی