Skip to main content
SUPERVISOR
Mojtaba Alaei,Ismaeil Abdolhosseini Sarsari
مجتبی اعلائی (استاد راهنما) اسماعیل عبدالحسینی سارسری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Raziyeh Norouzi
راضیه نوروزی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Investigation of structural and optical properties of Dye/TiO 2 systems with DFTB method
Energy due to the important role that plays in human activities, is an important part in human life. With the increase in world population, demand for energy has led to an inevitable increase in the consumption of fossil fuels, oil and gas. But today, due to the non-renewable resources and their environmental impacts, the use of clean and renewable energy sources has been on the agenda. One type of renewable energy, is solar energy that with using solar cells can be converted it into electrical energy. There are different types of solar cells. One of them, dye solar cell which is inexpensive and has good efficiency. One of dye solar systems, are systems that based on TiO 2 . In this thesis, with using density functional tight binding approximation (DFTB) and time-dependent density functional tight-binding approximation in real time (Time domain TD- DFTB) methods, we investigated TiO 2 surface and Dye/TiO 2 . Calculations have been done by DFTB+ code. We've used the DFTB method because it is faster than the conventional methods of density functional theory. It also enables us to look larger systems. So by DFTB and Time domain TD-DFTB methods we can do the simulations for the systems with the many atoms, and thus obtain more realistic results. In this thesis, at first we investigated different surface of TiO 2 and showed that we can choose the appropriate clusters of TiO 2 that are appropriate to illustrate the properties of TiO 2 surface. T hen we investigate the adsorption of Dye molecules on TiO 2 and at the end we considered the optical properties of Dye/TiO 2 system. Results obtained in all stages compared with the results of other methods and experience and good agreement has been observed.
انرژی به دلیل نقش مهمی که در فعالیت‌های انسان بازی می‌کند ، یکی از بخش‌های مهم در زندگی بشر است. با افزایش جمعیت جهان ، تقاضا برای انرژی منجر به افزایش اجتناب‌ناپذیر مصرف سوخت‌های فسیلی ، نفت و گاز شده است. اما امروزه ، با توجه به تجدید‌ناپذیر بودن این منابع و آثار منفی زیست‌محیطی آن‌ها ، استفاده از منابع انرژی پاک و تجدید‌پذیر در دستور کار قرار گرفته است. یکی از انواع این انرژی‌های تجدید‌پذیر ، انرژی خورشیدی است که با استفاده از سلول‌های خورشیدی می‌توان آن را به انرژی الکتریکی تبدیل کرد. سلول‌های خورشیدی انواع مختلفی دارند. یکی از انواع آن‌ها ، سلول خورشیدی رنگدانه‌ای است که ارزان قیمت بوده و دارای بازده قابل قبولی می‌باشد. یکی از سیستم‌های خورشیدی رنگدانه‌ای ، سیستم‌هایی است که بر پایه TiO 2 هستند (Dye/TiO 2 ). در این پایان‌نامه با استفاده از روش‌های تقریب تنگابست تابعی چگالی ( DFTB) و تقریب تنگابست تابعی چگالی وابسته به زمان در زمان حقیقی (Time domain TD- DFTB) به بررسی سطح TiO 2 و همچنین (Dye/TiO 2 ) پرداخته‌ایم. محاسبات با استفاده از بسته محاسباتی DFTB+ انجام گرفته است. دلیل استفاده از روش DFTB سرعت‌ بالای آن نسبت به روش‌های معمولی نظریه تابعی چگالی است. همچنین این روش ما را قادر می‌سازد تا بتوانیم سیستم‌های بزرگ‌تری را بررسی کنیم. بنابراین با استفاده از روش DFTBو Time domain TD-DFTB می‌تو انیم شبیه‌سازی‌هایی برای سیستم‌های با تعداد اتم‌های بیشتر انجام دهیم و درنتیجه نتایج واقعی‌تری به دست آوریم. در این پایان‌نامه ابتدا سطوح مختلف TiO 2 را مورد بررسی قرار داده‌ایم و نشان دادیم که می‌توان خوشه‌های مناسبی از TiO 2 را انتخاب کرد که بتواند خواص سطوح TiO 2 را به طور مناسبی بدهند. سپس به بررسی چگونگی جذب نانو‌مولکول‌های رنگدانه‌ای (Dye) بر روی TiO 2 پرداختیم و در آخر خواص اپتیکی سیستم (Dye/TiO 2 ) را نیز مورد بررسی قرار دادیم. نتایج به دست آمده در تمام مراحل با نتایج حاصل از روش‌های محاسباتی دیگر و تجربه مقایسه شده و تطابق مناسبی مشاهده شده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی