بررسی کاربرد برخی مشتقات سیکلوهگزن بر پایه ی نانو فولرن C60 به عنوان نیمه رسانا به روش محاسباتی DFT

سلولهای فتوولتاییک یکی از منابع خوش آتیه تامین انرژی در جهان هستند. از جمله ترکیبات جدیدی که امروزه در ساخت سلولهای فتوولتاییک استفاده میشوند انواع نانوساختارهای کربن هستند.سلول های خورشیدی مانند یک دیود از اتصالات p-n و ترکیب نیمه رساناهای نوع n و p ساخته شده اند.بر اثر حرکت الکترونها و حفره ها (بازترکیب)، در محل اتصال یک میدان الکتریکی به وجود می آید. هرچه میدان الکتریکی قویتر باشد، ولتاژ مدار باز( ( Voc بزرگتری به دست می آید. در این صورت، باید اختلاف نوارهای فرمی دو نیمه رسانای n و p از یکدیگر زیاد با شد. هنگامی که جذب نور خور شید اتفاق میافتد، الکترون ها به سمت لایه ی نوع n و حفره ها به سمت لایه ی نوع p حرکت میکنند و در محل تلاقی به هم برخورد میکنند. الکترون ها توسط حفره ها جذب میشوند و الکترون-حفره جدید جای آنها را پر میکند. همین مسیله سبب بهوجود آمدن جریان الکتریکی میشود.امروزه از فناوری نانو به عنوان یک تکنولوژی کلیدی در علم و صنعت یاد می شود. از جمله ی این نانو ذرات میتوان به فولرنها ا شاره کرد. قلب یک سلول خور شیدی، یک ماده ی نیمه ر سانا ا ست که میتواند با دریافت نور خور شید، الکترون تولید نماید. بنابراین اگر بتوان انرژی مورد نیاز را برای الکترون ها تامین کرد، الکترونها میتوانند از سد انرژی ناشی از گاف عبور کرده و به نوار رسانش بروند. در این کار برخی مشتقات سیکلوهگزن به تنهایی و متصل به فولرن C60 با استفاده از برنامه گوسین09 و روش محاسبه ای نظریه تابع چگالی (DFT) و تقریب B3LYP با سری پایه 6-31G، بهینه سازی شدند. برای هر یک از مولکولهای بهینه سازی شده محا سبات NB انجام شد.سپس با استفاده از خروجی های NBO، سطوح انرژی هومو و لومو، گاف انرژی، پتانسیل شیمیایی، انرژی رزونانس انتقالات (فرمول درمتن مقاله ) خاصیت نیمه رسانایی و دیگر پارامترهای مورد نیاز به دست آمد.

کلیدواژه ها:

سلول خورشیدی ، فولرن C60 ، گاف انرژی ، پتانسیل شیمیایی ، خاصیت نیمهرسانایی ، ولتاژ مدار باز