مطالعه نظري بر روي برخي از ويژگي هاي ساختاري و الكترونوري كمپلكس هاي مخلوط دي ايمين-دي تيولات با فلزهاي گروه هشتم (VIII) براي كاربرد در سلول هاي خورشيدي حساس شده به رنگ

Theoretical Study on the Structural and Optoelectronic Properties of Mix Diimine-Dithiolate Complexes with the Group VIII Metals for Application in DSSCs

در اين پژوهش با استفاده از محاسبه هاي نظريه تابعيت چگالي (DFT) و روش چگالي وابسته به زمان (TD-DFT) ويژگي هاي ساختاري، الكتروني و نوري كمپلكس هاي مخلوط دي ايمين-دي تيولات با فرمول عمومي [M(diimine)(dithiolate)] (فلز = نيكل، پالاديم و پلاتين، دي ايمين = فنانترولين (phen)، دي تيولات = 1، 2-دي بنزن دي تيولات (bdt) و ماليونيتريل دي تيولات (mnt)) گزارش شده است. همچنين آناليز اوربيتال طبيعي پيوندي (NBO) براي بررسي دقيق تر ويژگي هاي ساختاري كمپلكس هاي مورد نظر انجام شد. نتيجه ها نشان مي دهد كه خصلت كوالانسي پيوند فلز−گوگرد از فلز−نيتروژن بيش تر بوده و قطبش پذيري هميشه از سمت اتم گوگرد در اين پيوند انجام مي شود. طيف جذبي اين كمپلكس ها به وسيله روش چگالي وابسته به زمان با مدل زنجيره هاي قطبيده (PCM) انجام شد. نتيجه هاي به دست آمده بيانگر اين است كه ليگاند bdt و فلز پلاتين شدت جذب را افزايش داده و مي تواند سبب جا به جايي قرمز كل پيك جذبي شود. همچنين اين كمپلكس داراي بيش ترين دريافت بازده نوري (LHE) است. در مجموع، اين مطالعه مي تواند براي كمپلكس هاي دي ايمين-دي تيولات با تركيبي مناسب از يون هاي فلزي و ليگاندها گسترش يابد تا به عنوان سلول هاي خورشيدي حساس شده به رنگ بررسي شود.

In this research, the structural, electronic and optical properties of mix diimine-dithiolate complexes with general formula [M(diimine)(dithiolate)] (M = Ni, Pd, Pt; diimine = phenanthroline)phen(;dithioalt = 1,2-benzenedithiolate) bdt), maleonitriledithiolate (mnt)) are reported through density functional theory (DFT) and time-dependent density functional theory (TD-DFT) calculations. Natural Bond Orbital (NBO) analyses are also performed for scrutinizing the structural properties of the considered complexes. The results show that the M–S bond has a stronger covalent character than the M–N bond and is always polarized towards the sulfur atom. The absorption spectra of these complexes were obtained by using the time-dependent density functional theory associated with the polarized continuum model (PCM). Obtained results indicate that the substitution of bdt ligand and Pt metal enhances the intensity of the absorption significantly and the overall absorption spectrum can be red-shifted. Moreover, the latter complex [Pt(phen)(bdt)] has the highest light-harvesting efficiency (LHE). Overall, this study can widen for diimine- dithiolate complexes with a suitable combination of metal ions and ligands to be explored as dye-sensitized solar cells.