پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > فيزیک و مهندسی هسته ای > مقطع دکتری > سال 1397
پدیدآورندگان:
مهدی فقیه نصیری [پدیدآور اصلی]، مرتضی ایزدی فرد[استاد راهنما]، محمد ابراهیم قاضی[استاد راهنما]
چکیده: در این رساله به بررسی خواص الکترونی، مکانیکی و اپتیکی حالت کپه ای و همچنین نانولایه های پروسکایت های هیبریدی آلی-معدنی (MAPbX3 (X=Cl, Br, I با استفاده از نظریه تابعی چگالی پرداخته شده است. در سالهای اخیر این ترکیبات به عنوان ماده ی جاذب در نسل جدیدی از سلول های خورشیدی مورد توجه گسترده ی محقیقن قرار گرفته اند. حالت کپه ای این ترکیبات در دماهای بالاتر از دمای اتاق، که معادل دمای کار سلول های خورشیدی پروسکایتی است، دارای فاز مکعبی هستند. لذا در قدم اول فاز مکعبی ساختارهای کپه ای (MAPbX3 (X=Cl, Br, I و سپس نانوساختارهای دوبعدی تک لایه و چندلایه ی آنها مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده با کمک تقریب های PBEsol، SOC و HSE06 نشان دادند که خواص الکترونی این ترکیبات تحث تاثیر مستقیم نوع هالوژن (X=Cl, Br, I) موجود در آنها می باشد. با افزایش شعاع هالوژن (RCl<RBr<RI) گاف نواری مستقیم ساختارهای کپه ای و نانوساختارهای تک لایه و لایه ای این ترکیبات کاهش پیدا می کند. علت این امر نیز افزایش همپوشانی اوربیتال های p هالوژن ها و اوربیتال s و افزایش برهمکنش ضد پیوندی شدید و جابجایی لبه ی نوار ظرفیت به سمت انرژی های بزرگتر می باشد. نتایج بدست آمده با استفاده از تقریب GGA-PBEsol تطابق بسیار خوبی با نتایج تجربی داشتند. به علاوه به منظور بررسی اثرات نسبیتی اتم سنگین سرب در این ترکیبات، خواص الکترونی ساختارهای کپه ای با در نظر گرفتن برهمکنش اسپین-مدار نیز مورد بررسی قرار گرفت که نتایج بدست آمده تطابق خوبی با نتایج تجربی نداشتند. همچنین، خواص مکانیکی این ساختارها با رهیافت انرژی-کرنش مورد مطالعه قرار گرفت. در این رهیافت با اعمال کرنش و تغییر شکل ساختارها به کمک ماتریس های تغییر شکل ویژه، و با استفاده از نمودار انرژی-کرنش بدست آمده، ضرایب الاستیک این ساختارها محاسبه شدند. در ادامه با استفاده از روابط این ضرایب با پارامترهای مکانیکی از قبیل مدول یانگ، بالک، برشی و ضریب پوآسون، رفتار الاستیکی این ساختارها مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی این نتایج نشان دادند که با افزایش شعاع هالوژن ها و کاهش قدرت پیوند های X-Pb-X ضرایب الاستیک و به تبع آن پارامترهای مکانیکی یاد شده روند کاهشی دارند. اما نکته ی حائز اهمیت در ساختارهای کپه ای و نانو، قدرت شکل پذیری بالای این مواد در مقایسه با سلول های خورشیدی سیلیکونی که بسیار تُرد و شکننده هستند، می باشد از آنجایی که اطلاع از پارامترهای اپتیکی مواد برای ساخت قطعات مورد نیاز بسیار حائز اهمیت است، با محاسبه ی قسمت حقیقی و موهومی تابع دی الکتریک این ترکیبات، ضرایب اپتیکی آنها مانند، ضریب شکست، ضریب خاموشی، ضریب جذب و بازتابندگی محاسبه و مورد بررسیقرار گرفتند. نتیجه قابل توجه بزرگی ضریب جذب محاسبه شده برای این ترکیبات (از مرتبه ی cm-1 10^5) بود که برای استفاده در سلول خورشیدی به عنوان لایه جاذب حائز اهمیت است. بخش معدنی این ترکیبات عامل اصلی ضریب جذب بزرگ آنها می باشد. همچنین وجود کاتیون های آلی در این ترکیبات عامل کاهش چشمگیر ثابت دی الکتریک استاتیک آنها در مقایسه با پروسکایت هایی همچون CsPbI3 می باشد.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#(CH3NH3PbX3 (X=Cl, Br, I #ترکیبات پروسکایت #نظریه تابعی چگالی (DFT) #خواص الکترونی #خواص مکانیکی #خواص اپتیکی #سلول های خورشیدی پروسکایتی.
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده:
پایان نامه های مرتبط (بر اساس کلیدواژه ها)