Advanced

Quantum chemical studies of iron carbene light-harvesting complexes

Ekstrand, Jonathan LU (2016) KEMK08 20161
Department of Chemistry
Abstract
This thesis had the goal of investigate two dierent DFT methods,
PBE0 and B3LYP*, and what eect those had on the calculations to see if
the new DFT method, B3LYP*, would give results that better match em-
pirical data. To do this three iron complexes were investigated with both
methods so that the results could be compared and conclusions drawn. A
forth complex were investigated with only PBE0 to see how it behaved
compared to the others.
There were no signicant dierence between the two DFT method which
indicates that the new basis set should be used in future calculations to
see if that will give results that better overlap with experimental data.
Popular Abstract (Swedish)
I jakten på nya och bättre solceller har en teknik som bygger på färgämnesmolekyler innehållandes en metall seglat upp som en möjlig framtidskandidat. Dock lider dessa av att de använder dyra och sällsynta metaller vilket gör att de inte är optimala för massproduktion. Om man istället hade kunnat använda färgämnen som innehåller järn så hade dessa solceller kunnat göras billigare då järn är ett av de vanligaste ämnena i jordskorpan. Dock så har färgämnen innehållandes järn länge visat sig vara extremt dåliga på att omvandla ljus till elektroner. Men på senare tid så har nya järnkomplex tillverkats som har demonstrerat rätt egenskaper för effektiva solceller.

För att skynda på forskningen om nya färgämnen så använder teoretiska kemister... (More)
I jakten på nya och bättre solceller har en teknik som bygger på färgämnesmolekyler innehållandes en metall seglat upp som en möjlig framtidskandidat. Dock lider dessa av att de använder dyra och sällsynta metaller vilket gör att de inte är optimala för massproduktion. Om man istället hade kunnat använda färgämnen som innehåller järn så hade dessa solceller kunnat göras billigare då järn är ett av de vanligaste ämnena i jordskorpan. Dock så har färgämnen innehållandes järn länge visat sig vara extremt dåliga på att omvandla ljus till elektroner. Men på senare tid så har nya järnkomplex tillverkats som har demonstrerat rätt egenskaper för effektiva solceller.

För att skynda på forskningen om nya färgämnen så använder teoretiska kemister kvantmekaniska datorberäkningar för att undersöka ifall ett visst färgämne överhuvudtaget kommer fungera. Detta gör att istället för att en syntetisk kemist ska spendera veckor eller till och med månader med att försöka tillverka ett färgämne som sedan visar sig vara värdelöst i solceller så kan de koncentrera sig på att tillverka ämnen som redan har visat rätt tendenser.

När det gäller datorberäkningarna så finns flera olika metoder som lämpar sig för olika sorters molekyler. Tyvärr så finns det ingen metod som ger värden som stämmer precis med verkligheten, och därför är det viktigt att istället för att kolla på precisa värden så får man undersöka trender mellan olika molekyler för att då få en aning om ifall en molekyl är värd att syntetisera eller ej. Detta projekt hade som mål att undersöka en ny beräkningsmetod för att se ifall den gav ännu bättre resultat så att forskare kan dra ännu bättre slutsatser när det kommer till trender hos deras molekyler. Resultatet av projektet var att de beräknade värdena inte skiljer sig så mycket mellan de olika metoderna. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Ekstrand, Jonathan LU
supervisor
organization
course
KEMK08 20161
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
keywords
iron carbene, iron, chemical, DFT, quantum chemical, solar cell, theoretical chemistry, teoretisk kemi
language
English
id
8884173
date added to LUP
2016-07-01 13:46:37
date last changed
2016-07-01 13:46:37
@misc{8884173,
  abstract     = {This thesis had the goal of investigate two dierent DFT methods,
PBE0 and B3LYP*, and what eect those had on the calculations to see if
the new DFT method, B3LYP*, would give results that better match em-
pirical data. To do this three iron complexes were investigated with both
methods so that the results could be compared and conclusions drawn. A
forth complex were investigated with only PBE0 to see how it behaved
compared to the others.
There were no signicant dierence between the two DFT method which
indicates that the new basis set should be used in future calculations to
see if that will give results that better overlap with experimental data.},
  author       = {Ekstrand, Jonathan},
  keyword      = {iron carbene,iron,chemical,DFT,quantum chemical,solar cell,theoretical chemistry,teoretisk kemi},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Quantum chemical studies of iron carbene light-harvesting complexes},
  year         = {2016},
}