Chemistry Researches

Chemistry Researches

مطالعه نظری اثر گروه‌های متصل‌شونده مختلف بر ویژگی‌های ساختاری، الکترونی و نوری کمپلکس‌های پلاتین(II) بای‌پیریدین مالئونیتریل‌دی‌تیولات

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
پریسا حسین پور
سپیده سمیعی
گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
10.22036/cr.2025.490191.1261
چکیده
انرژی خورشیدی، به عنوان مهمترین منبع انرژی پاک و تجدیدپذیر، می‌تواند جایگزینی مناسب برای سوخت‌های فسیلی باشد. در این زمینه، یک سری از کمپلکس‌های پلاتین (II) بای‌پیریدین مالئونیتریل‌دی‌تیولات [(Pt(R,R-bpy)(mnt] با پنج گروه متصل شونده (R = B(OH)2, PO3H2, COOH, SO3H, COH) به عنوان حساس‌کننده در سلول‌های خورشیدی حساس شده به رنگ طراحی و انتخاب گردید. خواص ساختاری، الکترونوری این ترکیبات با استفاده از روش‌های تئوری تابعیت چگالی و تئوری تابعیت چگالی وابسته به زمان در دو فاز گاز و حلال مورد بررسی واقع گردید. نتایج حاصل از این محاسبات نشان می‌دهد که با قرارگرفتن گروه‌های متصل شونده (R) بر روی لیگاند بای‌پیریدین مقادیر شکاف انرژی کاهش پیدا کرده است. همچنین، طیف جذبی محاسبه شده به سمت طول موج‌های بلندتر جابه‌جا و شدت جذب آن‌ها نیز افزایش می‌یابد. علاوه بر این، نتایج بازده دریافت نوری (LHE) نشان می‌دهد که حضور گرو‌های متصل شونده منجر به افزایش کارایی در سلول‌های خورشیدی حساس شده با رنگ (DSSCs) می‌شود.

چکیده تصویری

مطالعه نظری اثر گروه‌های متصل‌شونده مختلف بر ویژگی‌های ساختاری، الکترونی و نوری کمپلکس‌های پلاتین(II) بای‌پیریدین مالئونیتریل‌دی‌تیولات
کلیدواژه‌ها
کمپلکس دی‌ایمین دی‌تیولات
نظریه تابع چگالی
نظریه تابع چگالی وابسته به زمان
سلول خورشیدی حساس‌شده به رنگ

موضوعات

عنوان مقاله English

Theoretical study of the effect of different anchoring groups on the structural, electronic and optical properties of platinum (II) bipyridine maleonitrile dithiolate complexes

نویسندگان English

Parisa Hossienpour
sepideh samiee
Department of Chemistry, Faculty of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
چکیده English

Solar energy, as the most important source of clean and renewable energy, can be a suitable alternative to fossil fuels. In this context, diimine-dithiolate complexes [M(diimine)(dithiolate)] have attracted much attention as sensitizers in DSSC due to their interesting electronic properties and luminescence. In this regard, a series of platinum (II) complexes of bipyridine maleonitrile dithiolate [Pt(R,R-bpy)(mnt)] were designed with five different anchoring groups (R = B(OH)2, PO3H2, COOH, SO3H, COH). The structural, electronic, and optical properties using density functional theory (DFT) and time-dependent DFT (TDDFT) have been studied in both gas and solvent phases. The electronic structure based on natural bonding orbitals (NBO) was also reported. The calculations indicate that the energy gap (Eg) decreases with the attaching of the anchoring groups on the bipyridine (bpy) ligand. TD-DFT results show that the calculated UV-vis absorption spectrum shifts to longer wavelengths and the absorption intensity increases with the presence of these groups. Furthermore, the values of light-harvesting efficiency (LHE) were also calculated and compared to each other. Thus, this research offers valuable insights for the molecular design of sensitizers used in dye-sensitized solar cells.

کلیدواژه‌ها English

Diimine-dithiolate complex
DSSC
LHE
DFT
TDDFT
[1] A. S. Polo, M. K. Itokazu, N. Y. M. Iha, Coord. Chem. Rev. 248, 1343 (2004).
[2] P. Deplano, D. Espa, M. L. Mercuri, L. Pilia, A. Serpe, Coord. Chem. Rev. 254, 1434 (2010).
[3] R. Sasikumar, S. Thirumalaisamy, B. Kim, B. Hwang, Renew. Sustain. Energy Rev. 199, 114549 (2024).
[4] R. Eisenberg, H. B. Gray, Inorg. Chem. 50, 9741(2011).
[5] J.-B. Pluta, N. Bellec, F. Camerel, Dyes and Pigments, 226, 112130 (2024).
[6] K. Yousse, A. Vacher, T. Khrueawatthanawet, T. Roisnel, F. Barrièrea, D. Lorcy, Dalton Trans. 53, 19388 (2024).
[7] S. Samiee, S. Taghvaeian, Spectrochim. Acta A 198, 150 (2018).
[8] F. Ambrosio, N. Martsinovich, A. Troisi, J. Phys. Chem. C, 116, 2622 (2012).
[9] L. Zhang, J. M. Cole, ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 3427 (2015).
[10] M. Wykes, F. Odobel, C. Adamoet, I. Ciofini, F. Labat, J. Mol. Model. 22, 289 (2016).
[11] G. G. Deogratias, N. iSeriani, T. Pogrebnay, A. Pogrebnoi, J. Mol. Graph. 94, 107480 (2020).
[12] A. Mary, A. R. Naziruddin, New J. Chem. 48, 17564 (2024).
[13] M. J. Frisch, Gaussian 09, Revision A. 02, Gaussian Inc., Wallingford, CT (2009).
[14] T. Yanai, D. Tew, N. Handy, Chem. Phys. Lett. 393, 51 (2004).
[15] R. Ditchfield, W. J. Hehre, J. A. Pople, J. Chem. Phys. 56, 2257(1972).
[16] P. J. Hay, W. R. Wadt, J. Chem. Phys. 82, 270 (1985).
[17] C. Makedonas, C. A. Mitsopoulou, F. J. Lahoz, A. I. Balana, Inorg. Chem. 42, 8853 (2003).
[18] T. M. Cocker, R. E. Bachman, Inorg. Chem. 40, 1550 (2001).
[19] J. Tomasi, B. Mennucci, R. Cammi, Chem. Rev. 105, 2999 (2005).
[20] J. A. Zuleta, M. S. Burberry, R. Eisenberg, Coord. Chem. Rev. 97, 47 (1990).
[21] E. A. M. Geary, L. J. Yellowlees, L. A. Jack, I. D. H. Oswald, S. Parson, N. Hirata, J. R. Durrant, N. Robertson, Inorg. Chem. 44, 242 (2005).
[22] W. B. Connick, H. B. Gray, J. Am. Chem. Soc. 119, 11620 (1997).
[23] B. Zheng, R. P. Sabatini, W. F. Fu, M. S. Eum, W. W. Brennessel, L. Wang, D. W. McCamant, R. Eisenberg, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 112, E3987 (2015).
[24] L. R. Radovic, B. Bockrath, J. Am. Chem. Soc. 127, 5917 (2005).
[25] V. E. Kaasjager, E. Bouwman, S. Gorter, J. Reedijk, C. A. Grapperhaus, J. H. Reibenspies, J. J. Smee, M. Y. Darensbourg, A. Derecskei-Kovacs, L. M. Thomson, Inorg. Chem. 41, 1837 (2002).
[26] N. Tomar, A. Agrawal, V. S. Dhaka, P. K. Surolia, Sol. Energy, 207, 59 (2020).
[27] N. Prabavathy, S. Shalini, R. Balasundaraprabhu, D. Velauthapillai, S. Prasanna, N. Muthukumarasamy, Int. J. Energy Res. 41, 1372 (2017).
[28] C. Adamo, Le Bahers, M. Savarese, L. Wilbraham, G. García, R. Fukuda, M. Ehara, N. Rega, I. Ciofini, Coord. Chem. Rev. 304, 166 (2015).
[29] J. M. Herbert, Phys. Chem. Chem. Phys. 26, 3755 (2024).
[30] J. Chen, F. Q. Bai, J. Wang, Dyes Pigm. 94, 459 (2012).
[31] D. Kharkwal, N. Sharma, S. K. Gupta, C. M. S. Negi, Sol. Energy 230, 1133 (2021).
[32] X. Lu, Y. Shao, S. Wei, Z. Zhao, K. Li, C. Guo, W. Wang,

  • تاریخ دریافت 07 آذر 1403
  • تاریخ بازنگری 12 اسفند 1403
  • تاریخ پذیرش 12 اسفند 1403