اثر حلال بر ديناميك انتقال بار در سلول هاي خورشيدي بر پايه رنگ هاي پورفيرين: مطالعه شيمي كوانتومي

در اين كار، ديناميك انتقال بار در سلول هاي خورشيدي بر پايه پورفيرين در محيط هاي آبي و گازي، از ديدگاه شيمي كوانتومي بررسي شده است. فرايندهاي انتقال بار با استفاده از روش هاي نظريه تابعي چگالي ( DFT )، نظريه تابعي چگالي وابسته به زمان ( TD-DFT ) و آناليز اوربيتال پيوندي طبيعي ( NBO ) توصيف شده و اثرات حلال با مدل CPCM مطالعه شده اند. نتايج نشان داد كه در حضور حلال، يك جابجايي قرمز و شدت بيشتر در پيك هاي جذبي مولكول هاي رنگ، انرژي پيوندي اكسايتون ( EBE ) كمتر، مقدار بيشتر راندمان تبديل فوتون فرودي به الكتريسيته و راندمان دريافت نور بيشتر در سيستم هاي مورد مطالعه وجود دارند، كه همه اين تغييرات پيشرفت عملكرد سلول هاي خورشيدي را نشان مي دهد. رابطه معكوس بين IPCE رنگ ها نشان ميدهدكه مقاومت كمتر در برابر انتقال الكترون، مخصوصاً در محيط آبي، (η) و مقدار سختي شيميايي احتمال انتقال الكترون را بين سطوح انرژي افزايش مي دهد و عملكرد سلول خورشيدي را بهبود مي بخشد. داده ها تأييد مي كنند كه برهمكنش الكتروستاتيك بين رنگ ها و حلال نقشي كليدي را در خواص الكتروني رنگ ها و ديناميك انتقال بار در اين سلول هاي خورشيدي حساس به رنگ بازي مي كنند.