MODULACIÓN DE LAS PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DE NUEVOS COMPLEJOS BIPIRIDÍNICOS DE RUTENIO(II) PARA SU APLICACIÓN EN CELDAS SOLARES FOTOVOLTAICAS

SALOMÓN, FERNANDO F. ; VEGA, NADIA C.; MORÁN VIEYRA, FAUSTINO E.; CATTANEO, MAURICIO; BORSARELLI, CLAUDIO D.; KATZ, NÉSTOR E.

San Miguel de Tucumán

Congreso; XXI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2019

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Los complejos bipiridínicos de Ru(II) presentan propiedades fisicoquímicas apropiadas para su uso en celdas solares sensibilizadas por colorantes (DSCs). Se propone en este trabajo modular esas propiedades mediante modificaciones químicas que permitan controlar la eficiencia del proceso de conversión de energía en dichas celdas. Se sintetizaron nuevos complejos de fórmulas [Ru(4,4´-X2-bpy)2(Mebpy-CN)](PF6)2, donde bpy = 2,2´-bipiridina, Mebpy-CN = 4-metil-2,2´-bipiridina-4´-carbonitrilo), X = CH3 (1), X = OCH3 (2) y X = N(CH3)2 (3)y se caracterizaron mediante técnicas electroquímicas, espectroscópicas y fotofísicas. A medida que aumenta la fuerza donante de electrones del grupo X en el ligando 4,4?-X2-bpy para los complejos (1) al (3), se observa un corrimiento catódico de los potenciales de las cuplas RuIII/RuII (E1/2 = 1,23, 1,06 y 0,72 V, en CH3CN, vs. SCE) y desplazamientos hacia menores energías de los máximos de absorción y emisión en CH3CN (lambda-max/lambda-em = 475/666, 485/707 y 530/800 nm), en consistencia con los cálculos mecano-cuánticos. Los rendimientos cuánticos de emisión y los tiempos de vida de los estados excitados en CH3CN saturado con Ar (tau = 672, 322 y 21 ns) disminuyeron en el mismo orden, de acuerdo a la ley del salto de energía. Los 3 complejos fueron anclados mediante el grupo nitrilo a la superficie de nanohilos de ZnO, que fueron crecidos en FTO mediante una técnica hidrotermal, y presentaron propiedades fotosensibilizantes promisorias para el diseño de celdas solares. Se concluye que la eficiencia de las DSCs puede modularse mediante la fuerza donante de electrones de los sustituyentes en los ligandos bipiridínicos.