بخشی از مقاله
چکیده
رسانندگی الکتریکی بر روی نانوساختارهای متخلخل اکسید تیتانیوم به منظور استفاده در سلولهای خورشیدی رنگدانهای مورد مطالعه قرار گرفته است، نتایج شبیهسازی با استفاده از روش مونت کارلو صورت پذیرفت و وابستگی رسانندگی بر روی سطوح متخلخل با فرض اینکه تلههای سطحی بر روی سطوح نانوذرات وجود دارد مورد مطالعه قرار گرفت، همچنین رسانندگی را نسبت به سطوح فرمی و نیز زبری سطح مورد بررسی قرار دادیم به گونهای که در این مطالعه نشان داده شده است، رسانندگی در یک سطح فرمی ثابت مستقل از اندازه نانوذرات بوده و با افزایش تخلخل، رسانندگی کاهش مییابد و در سطوح فرمی بالا رسانندگی افزایشی است.
مقدمه
سلولهای رنگدانهای ساخته شده از نانوساختارها از سال 1991 با مقاله معروف اورگان و گراتزل مورد توجه بیش از پیش پژوهشگران قرار گرفتند.[1] در این قسمت دو روش اصلی برای بیان انتقال حاملهای بار بیان میکنیم که اولین روش مدل تله اندازی چند باره - MT - است که در این مدل انتقال بار به صورت تله افتادن و از تله خارج شدن است، حاملهای بار پس از خارج شدن از تلهها به نوار رسانش وارد میشوند و در این نوار به صورت آزادانه شروع به حرکت میکنند.
در روش دوم که در این مقاله به آن پرداخته شده است مدل انتقال پرشی است که برخلاف مدل MT که انتقال بار به وسیله فعالیتهای گرمایی و حرارتی حاملها از تلهها به نوار رسانش صورت میگرفت، در این روش از تلهای به تلهی دیگر انجام میگیرد که این انتقال از طریق ترکیبی از فعالیتهای گرمایی و حرارتی و تونل زنی کوانتومی صورت میگیرد.[2]
شبیهسازی
در این مقاله برای ایجاد یک محیط متخلخل از روش مدل خوشهای تصادفی استفاده کردهایم به این صورت که اول کرهای به شعاع را در مرکز قرار میدهیم و سپس کرههای دیگر را به فاصلهی حداقل در اطراف کرهی مرکزی قرار میدهیم تا آن را احاطه کند این کار را تا جایی ادامه میدهیم که میزان قابل قبولی از نانوذرات را در محیط خود داشته باشیم - شکل . - 1 همچنین بیشترین همپوشانی بین دو ذره برابر با است پس از ایجاد محیط متخلخل تلهها را با استفاده از رابطه - - 2 بر روی نانوذرات ایجاد شده در مدل خوشهای توزیع میکنیم.
نتایج بدست آمده و تحلیل آنها
تخلخل p و زبری سطح دو پارامتر مهم در شبکه میباشند. تخلخل و زبری سطح را با محاسبه ، که به ترتیب تعداد کل تلهها در حجم شبکه و سطح شبکه است میتوانیم بدست آوریم، با این اوصاف در یک شبکه متخلخل از نانوذرات، با پخش تلهها بر روی نانوذرات در 2 مدل 2 و 3 میتوانیم p و را بدست آوریم در این مقاله ما p را با تغییر از 0.1 تا 0.2 از 40 تا 65 درصد کاهش دادهایم. همچنین را برای شعاع < 20 10 < بدست آوردیم.
تأثیر بر روی ضریب پخش با بررسی به وسیله روش انتقال پرشی برای دو مدل 2 و 3 صورت گرفت. در این قسمت از بررسیها سطوح فرمی را با تغییر شعاع نانوذرات ثابت در نظر گرفتهایم که در شکل 3 مشاهده میشود که برای هر دو مدل، DJ تابت مانده است علت این امر در این است که با افزایش اندازه نانوذرات چگالی کل تلهها کاهش یافته است.
