سنتز و شناسایی رنگدانه های جدید حساس کننده نور خورشید بر پایه کمپلکس های حاوی لیگاند های کربوکسیلیک اسید
چکیده
پایان نامه حاضر متشکل از 5 بخش می باشد: در بخش اول، سنتز و شناسایی لیگاند 5-phenyl-1h-tetrazole و همین طور سنتز و شناسایی 6 کمپلکس از این لیگاند با فلز rucl3 و لیگاند های کمکی 1,10-phenanthroline 2,2?-bipyridine, bathophenanthroline, kscn شرح داده شده است. خواص فلورسانس (pl) و الکترولومینسانس (el) این کمپلکس ها برای استفاده در دیود های نور گسیل آلی (oled) ، مورد مطالعه قرار گرفت. علی رغم نشر قرمز کمپلکس های روتنیوم در oled ها، کمپلکس های این گروه دارای نشر غیرمعمول سبز و زرد با مقدار بیشینه طول موج el در ناحیه nm 500 و nm 575 و همچنین بیشینه شدت لومینسانس cd / m2 186 و cd / m2 208 می باشند. محاسبات dft در این کمپلکس ها نشان دهنده این امر است که، نوع نشر حاصل از این کمپلکس ها از مکانیسم فورستر تبعیت می کند. در بخش دوم سنتز و شناسایی 6 کمپلکس از لیگاند 5-phenyl-1h-tetrazole با فلز ycl3 شرح داده شده است. تمامی کمپلکس های سنتز شده دارای الکترولومینسانس در ناحیه near-ir و همچنین نشر سبز در ناحیه nm 750-550 می باشند. بالاترین شدت لومینسانس cd / m2 298 و بازده تبدیل cd /a 0.82 در ولتاژاعمالی v18 برای کمپلکس های این گروه به دست آمد. محاسبات dft یون فلزی ایتریوم و لیگاند های تترازول و 1,10-phenanthroline و 2,2?-bipyridine نشان دهنده یک هماهنگی خوب بین حالت سه تایی لیگاند و سطوح نشری 4d یون فلزی y(iii) است. در بخش سوم این پایان نامه، سنتز و شناسایی لیگاند 5-(2-pyridyl)-tetrazole و همین طور سنتز و شناسایی 6 کمپلکس از این لیگاند با فلز rucl3 و لیگاند های کمکی 1,10-phenanthroline, 2,2?-bipyridine, bathophenanthroline, kscn شرح داده شده است. طیف نشری el در این کمپلکس ها، نواری پهن در ناحیه nm 900-450 نشان می دهند. محاسبات cie، نشان دهنده نشر سبز – آبی و نارنجی در کمپلکس های این گروه می باشد. در بخش چهارم این پایان نامه سنتز و شناسایی لیگاند 5-(4-carboxy-phenyl)tetrazole و 6 کمپلکس از این لیگاند با فلز روتنیوم شرح داده شده است. در این بخش کمپلکس های جدیدی از روتنیوم با نشر سبز- آبی و بیشینه طول موج el در محدوده nm510 گزارش شده است. نشر pl در این کمپلکس ها سه نوار در بیشینه طول موج nm500 و nm 650 و nm700 نشان می دهند که ناشی از دو انتقال 1mlct و 3mlct از لیگاندهای کی لیت است. این امر نشان دهنده دو نشر همزمان قرمز و سبز – آبی در این کمپلکس ها می باشد. همین طور در این بخش کاربرد این کمپلکس ها به عنوان حساس کننده نور خورشید در سلول های خورشیدی با رنگینه های حساس به نور (dssc) در الکترولیت یداید – تری یداید و نیمه رسانای tio2 به عنوان الکترود کار و پلاتین به عنوان الکترود مخالف، تحت تابش استاندارد am 1.5 مورد مطالعه قرار گرفت. بهترین بازده تبدیل % 1.08 با ضریب پر شوندگی 45 و جریان مدار کوتاه 3.24 و ولتاژ مدار باز 0.65 و 32 ipce= برای کمپلکس [ru(tzba) (pytz)2 (ncs)] بدست آمد. محاسبات dft در این بخش، نشان دهنده تاثیر لیگاند 5-(2-pyridyl)-tetrazole در سطح انرژی homo رنگدانه و افزایش بازده سل می باشد. در بخش پنجم این پایان نامه، سنتز و شناسایی لیگاند 5-[n-acetato(2-pyridyl)]tetrazole و 6 کمپلکس این لیگاند با فلز روتنیوم و لیگاند های کمکی فنانترولین, بی پیریدین و تیوسیانات شرح داده شده است. کاربرد این کمپلکس ها به عنوان رنگدانه حساس کننده نور خورشید در dssc ها، تحت تابش استاندارد am 1.5 مورد مطالعه قرار گرفت. بهترین بازده تبدیل % 0.47 با ضریب پر شوندگی %37 و جریان مدار کوتاه 2.04 و ولتاژ مدار باز 55 .0 برای کمپلکس های این گروه بدست آمد. این کمپلکس علاوه بر 2, 2?-bipyridine در ساختار خود دارای لیگاند 5-(2-pyridyl)-tetrazole نیز می باشد ساختار تمامی کمپلکس ها و لیگاند های سنتز شده در این پایان نامه، توسط طیف سنجی هایft-ir, uv-vis, 1h-nmr, pl, icp-aes و chn شناسایی گردید.