نمذجة بعض المحسسات العضوية المستعملة في الخلايا الشمسية العضوية واصطناعها

Abstract

توصلت هذه الدراسة إلى نمذجة بعض الأصبغة العضوية الخالية من المعادن التي تستعمل في الخلايا الشمسية الصباغية، تمهيداً لاصطناع الصباغ الذي يحقق شروط المحسس. طرائق البحث: نمذجة عشرة مركبات اعتماداً على الكيمياء الكمومية باستعمال نظرية تابعية الكثافة والتنبؤ بالبنية الأكثر استقراراً لهذه المركبات. اصطناع تسعة مركبات، ستة منها أصطنعت؛ اعتماداً على تفاعل كنوفيناغل من تفاعل مشتقات البنزالدهيد وسينام الدهيد مع حمض سيانو الخل، وثلاثة مركبات أصطنعت؛ اعتماداً على تفاعل أولمان لتحضير ثلاثي فينيل أمين وتفاعل سوزوكي لتحضير المحسس العضوي. حددت بنية المركبات باستعمال طرائق طيفية مختلفة، بعد التنبؤ ببنيتها الأكثر استقراراً وطيفي فوق البنفسجي وتحت الأحمر. النتائج: وجدنا اختلافاً في طول الموجة الأعظمي النظري والتجريبي عند نمذجة المركبات في الطور الغازي، في حين كانت النتائج متقاربة عند نمذجة هذه المركبات في المحلول. يمكن تطبيق المركب (IX) المصطنع في خلية شمسية صباغية؛ لكونه يحقق شرطي المحسس اعتماداً على الدراسة الكمومية. كما أن المركب (XIII) يمكن أن يحقق أعلى كفاءة في تحويل الطاقة الشمسية إلى كهربائية في الخلايا الشمسية الصباغية اعتماداً على الدراسة الكمومية. الاستنتاجات بينت نتائج هذه الدراسة نجاعة استعمال النمذجة قبل البدء بالاصطناع العضوي لما توفره من الوقت والجهد والتكاليف، كما أوضحت أهمية مراعاة تأثير المذيب عند نمذجة المركبات حيث كانت نسبة تطابق النتائج النظرية والتجريبية أكبر منها في حال نمذجة المركبات في الطور الغازي.