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
