UTILIZACION DE DIADAS PORFIRIRNA-FULERENO PARA GENERACION DE FOTOCORRIENTES EN CELDAS SOLARES ORGANICAS

MIGUEL GERVALDO, LUIS OTERO, EDGARDO N. DURANTINI, JUANA. J. SILBER, Y LEONIDES SERENO

La Plata. Argentina

Conferencia; VIII Encuentro Latinoamericano de Fotoquímica y Fotobiología.; 2004

Asociación Latinoamericana de Fotoquímica

Las celdas solares basadas en el principio de sensibilización espectral de semiconductores  por medio de colorantes orgánicos,  son de gran  interés  científico y tecnológico, debido al potencial para su uso como fuentes alternativas de energía. Estas celdas están formadas principalmente por películas de semiconductores, producidas a partir de suspensiones coloidales, las cuales  poseen una estructura de alta porosidad, lo que permite obtener grandes áreas efectivas para el proceso de fotocatálisis. Debido a la gran diferencia de energía entre las bandas (band gap ~3.5 eV) de los óxidos semiconductores, se reduce enormemente la fracción de radiación solar que puede ser utilizada por estos materiales. Este rango se puede expandir a la zona visible del espectro, mediante la deposición en la superficie de colorantes orgánicos. Estos colorantes actúan como dadores o aceptores de electrones en estado excitado. En este trabajo se han utilizado como sensibilizadores sistemas supramoleculares formados por cromóforos que son a la vez aceptores o dadores de carga (Díadas A-D), donde A es la unidad aceptora de electrones dentro del sistema supramolecular y D es la “molécula” dadora. El par A-D al ser excitado genera el estado de separación de cargas capaz de producir efectos fotoeléctricos al inyectar electrones a través de una interfase adecuada. Las diadas formadas por una porfirina (P) unida covalentemente a C60 fulereno (diadas P-C60) poseen una alta capacidad de generar transferencia de electrones intramolecular fotoinducida. En las diadas estudiadas  las distintas porfirinas (P, PPd, PZn) poseen grupos metoxi dadores de electrones, los cuales ayudan a estabilizar el catión radical, mientras que la unidad C60 fulereno es un excelente grupo aceptor de electrones (pude almacenar hasta seis en su nube conjugada). Por lo tanto es altamente probable la formación de estados de separación de cargas fotoinducidos a partir de la excitación de la subunidad tetrapirrólica. Estos estados son los responsables de la generación de efectos fotoeléctricos. El mecanismo de producción de fotocorrientes implica la transferencia intramolecular fotoinducida de cargas como paso previo a la inyección de heterogénea de electrones en la banda de conducción de semiconductor.