منصة الرسائل والاطاريح: دراسة انظمة الخلية الشمسية المشكلة بواسطة انبوب الكاربون النانوي والاصباغ العضوية باستخدام حسابات المبدأ الأول

الخلاصة

تم فحص امكانية التراكيب النانوية لصبغة الازو النقية والمطعمة بذراتSi, Ti, S, Zn, Al,) Cu, Ni)كمتحسس للخلايا الشمسية الصبغية .استخدمت نظرية دالة الكثافة مع دالة الاساس 6-31G المدمجة مع الدالة الهجينة B3LYP) ) لحساب الامثليه الهندسية للتراكيب النانوية وخواصها الالكترونية. درست امكانية التحسس للتراكيب النانوية لل (DSSCs) بواسطة المدار الجزيئي الاعلى المشغول ((HOMO والمدار الجزيئي الادنى الغير مشغول LUMO)) للتراكيب النانوية نسبة الى طاقة المحلول الالكتروليت I^`/I_3^` وحزمة الطاقة الادنى لأقطاب (TiO2) وكذلك التوزيع الموضعي للشحنات بالإضافة الى فجوة الطاقة . تم استخدام دالة الكثافة المعتمدة على الزمن لحساب الامتصاص البصري و كفاءة الحصاد الضوئي للتراكيب النانوية قيد الدراسة. النتائج اظهرت جميع التراكيب النانوية ماعدا صبغة الازو المطعمة بالألمنيوم تحقق متطلبات التحسس وان ثلاثة من النماذج الثمان المفترضة تحسن التوزيع الموضعي للشحن التراكيب النانوية .صبغة الازو المطعمة بذرة الكبريت بينت انها النظام الامثل للتحسس الشمسي لأفضل استقرار LUMO) )و HOMO) )واقل معدل اتحاد وافضل كفاءة حصاد ضوئي. يوضح الحساب الهندسي أن جميع أطوال روابط الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار (SWCNT) وصبغة Azo العضوية المشبعة بالنحاس متفقان مع الدراسات النظرية والتجريبية. يُظهر حساب الطاقة المدارية الجزيئية أن(2,2,10)و(, (2,2,14) (SWCNTاستوفت شرط عملية التجديد وإعادة التركيب ، وفي الوقت نفسه ، (3,3,8)لا يمكنها توليد زوج من ثقب الإلكترون يُظهر الطيف المرئي للأشعة فوق البنفسجية لهياكل SWCNT أنه تم امتصاص جميع العينات في النطاق المرئي للإشعاع الكهرومغناطيسي. تم تحسين الخواص الإلكترونية والبصرية لـ(3,3,8) (SWCNT) من خلال الاتصال بصبغة Azo المشبعة بالنحاس. نلاحظ من النتائج أن عملية التجديد وإعادة التركيب قد تم تعزيزها عندما تم توصيل (SWCNT) بصبغة Azo المشبعة بالنحاس. تم تحويل اعظم طول موجي للامتصاص من النطاق المرئي إلى نطاق الأشعة تحت الحمراء للإشعاع الكهرومغناطيسي. تعبر النتيجة النهائية الى أنه يمكن استخدام هياكل الأنابيب النانوية وصبغة Azo المغطاة بالنحاس في مجال الطاقة الشمسية.