عنوان
طراحي محاسباتي نيمه‌رساناهاي آلي جهت كاربرد در سلول‌هاي خورشيدي آلي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
نيمرساناهاي آلي به دليل كاربردهاي بالقوه در فناوري‌هاي مختلفمانند ديودهايآلي ساطع كننده نور و فتوولتائيك‌هاي آلي و ساير دستگاه‌هاي موجبر نوري، به طور ويژه مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. در ميان تمام كاربردها، سلول‌هاي خورشيدي آلي توجه زيادي را به خود جلب كرده‌اند و جايگزين‌هاي جالبي براي سلول‌هاي‌خورشيدي مبتني بر مواد معدني هستند. انواع مختلفي از مولكول‌هاي آلي به عنوان نيمرساناهاي آلي استفاده شده‌اندكه از جمله مي‌توان به بسپارها و چارچوب‌هاي گيرنده-دهنده كه توسط يك پل مزدوج π به يك‌ديگر متصل شده‌اند، اشاره نمود. با اين حال، علي‌رغم مزاياي بسياري مانند سبكي، انعطاف پذيري خوب، قابليت تنظيم پذيري عالي، هزينه كم و آلودگي محيطي كم، بازده نيمرساناهاي آلي نسبتاً كمتر از نيمرساناهاي مبتني بر مواد معدنيمي‌باشد. در مطالعه حاضر كه يك بررسي محاسباتي جامع مي‌باشد، بر اساس مولكول‌هايآلي كوچك كه به تازگي سنتز شده‌اند و در سلول‌هاي خورشيدي آلي به كار رفته‌اند، چندين مولكول كوچك كه مي‌توانند به عنوان مواد نيمرساناآلي استفاده شوند به صورت نظريطراحيشده‌اند. تمامي محاسبات توسط روش نظريه تابعي چگالي و با استفاده از نرم افزار گوسين به انجام رسيده‌است. نتايج نشان مي‌دهد كه اين مولكول‌هاي جديد با چهارچوب ساختماني گيرنده-پل با پيوند پاي مزدوج-دهنده(D-п-A) خواص انتقال بار مناسبي را در سلول‌هاي خورشيدي آلي نشان مي‌دهند. انواع دهنده‌ها، پل‌هايπ، و گيرنده‌ها مورد بررسي قرار گرفتند و خواص ساختاري، الكتروني، نوري و انتقال بار نيمرساناهايآليطراحي‌شده بررسيشدند. طبق نتايج به دست آمده، در ميان 28 مولكول آلي طراحي شده، مولكول‌هاي حاوي دهنده D3، پل پاي 2п و گيرنده A4 بهترين عملكرد با بيشترين ثوابت سرعت الكترون و حفره را نشان داده‌اند. براي نيمرسانا پيشنهادي، انرژيبازسازمان‌دهي كوچك و جفت‌شدگي درون مولكوليبالا كه ناشيهمپوشاني اوربيتالي بين‌لايه‌اي است باعث افزايش تحرك بارمي‌شود. اينراهبرد مي‌تواند براي بهبود بيشتر عملكرد مولكول‌هاي كوچك آلي در ابزارهاي فتوولتائيك مفيدباشد.
شماره ركورد
227306
دانشگاه
دانشگاه اصفهان
استاد مشاور
علي قريه , رضا كشاورزي
رشته تحصيلي
شيمي - شيمي فيزيك
استاد راهنما
اكبر اميدوار سياهكل