ระเบียบวิธีที่มีต้นทุนการคำนวณต่ำสำหรับทำนายสมบัติเชิงแสงของสารสีย้อม กลุ่ม bis-N,N-dimethylaniline เพื่อนำไปใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อม

ชญาดา อิทธิพรกุล

Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/78641

Title:	ระเบียบวิธีที่มีต้นทุนการคำนวณต่ำสำหรับทำนายสมบัติเชิงแสงของสารสีย้อม กลุ่ม bis-N,N-dimethylaniline เพื่อนำไปใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อม
Other Titles:	Low Computational-Cost Method for Prediction of optical Properties of bis-N,N-dimethylaniline-based Dyes for Application in Dye-Sensitized Solar Cells
Authors:	ชญาดา อิทธิพรกุล
Advisors:	วุฒิชัย พาราสุข
Other author:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Subjects:	เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง Dye-sensitized solar cells
Issue Date:	2563
Publisher:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract:	เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมเป็นอุปกรณ์สำหรับเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ที่ดี แต่มีข้อจำกัดเรื่องการดูดกลืนแสงช่วงรังสียูวีถึงรังสีย่านใกล้อินฟราเรดในช่วงแคบ ทำให้มีการออกแบบพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมด้วยวิธีการคำนวณทางเคมีควอนตัมในการศึกษาสมบัติของสารสีย้อม ทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่นขึ้นกับเวลา (TDDFT) เป็นวิธีที่ใช้อย่างแพร่หลายในการทำนายสมบัติเชิงแสงของโมเลกุลทฤษฎี TDDFT มีความซับซ้อนคำนวณและเชิงทฤษฎี งานวิจัยนี้ศึกษาพลังงานกระตุ้นและสมบัติทางแสงด้วยวิธีที่ง่ายกว่า ซึ่งวิธีนี้สามารถประมาณความยาวคลื่นดูดกลืนได้ด้วยความแม่นยำสูงและเปรียบเทียบกับระเบียบวิธี TDDFT ได้ พลังงานการกระตุ้นการถ่ายโอนอิเล็กตรอนสามารถประมาณจากพลังงานออร์บิทัลที่สถานะพื้นในระบบ N+1 อิเล็กตรอน นอกจากนี้ยังศึกษาผลของฟังก์ชันนัล B3LYP, CAM-B3LYP, LC-wPBE และ BHandHLYP และผลของเบสิสเซต 6-31G(d,p), 6-31+G(d,p), 6-31++G(d,p), 6-311G(d,p) และ 6-311+G(d,p) ในด้านความถูกต้องแม่นยำ และระยะเวลาในการคำนวณ ผลการทดลองพบว่าระเบียบวิธีที่มีประสิทธิภาพในการคำนวณพลังงานการกระตุ้นการถ่ายโอนประจุ คือ ระเบียบวิธี DFT ที่ระดับฟังก์ชันนัล BHandHLYP โดยมี 6-31G(d,p) เป็นเบสิสเซต ในระบบ N+1 อิเล็กตรอน ซึ่งให้ผลการคำนวณใกล้เคียงกับวิธี TDDFT และใช้ระยะเวลาคำนวณไม่นาน ในการทำนายสมบัติเชิงแสงของสารสีย้อมที่ใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อม
Other Abstract:	Dye-sensitized solar cells (DSSCs) are a good material for harvesting solar energy. However, the limitation of DSSCs is the narrow absorption range from ultra-visible (UV) to near infrared (NIR) regions. To design better DSSCs, quantum chemical calculations were carried out to study properties of the dye. Time dependent density functional theory (TDDFT) were often employed to predict optical properties of the compounds. TDDFT is more computationally intensive and theoretically complicated. A simpler approach that an determine excitation energy and hence optical properties were used in this work. This method can estimate absorption wavelength with high accuracy and comparable to TDDFT method. The charge transfer excitation energy was approximated from the orbital energy at the ground state of the N+1 electrons system. Furthermore, the effects of functional, i.e. B3LYP, CAM-B3LYP, LC-WPBE. and BHandHLYP, as well as basis set, 6-31G(d, p), 6-31+G(d,p), 6-31++G(d,p), 6-311G(d,p) and 6-311+G(d,p), in terms of accuracy and time were investigated. The results showed that an efficient method for determining the excitation energy of charge transfer was the DFT method with BHandHLYP/6-31G(d,p) in N+1 electrons system. This method calculates charge transfer excitation energy close to the TDDFT method and does not take long time to predict optical properties of dyes application in dye-sensitized solar cells.
Description:	โครงงานเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปีการศึกษา 2563
URI:	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/78641
Type:	Senior Project
Appears in Collections:	Sci - Senior Projects

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
63-SP-CHEM-006 - Chayada Itthipornkul.pdf		32.84 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record