Sensibilización espectral de oxido semiconductor por colorante orgánico electrón donor-aceptor

JAVIER DURANTINI, LORENA MACOR, DANIEL HEREDIA, KEN-TSUNG WONG, LUIS OTERO FERNANDO FUNGO Y MIGUEL GERVALDO

Lanus, Argentina

Congreso; XXVIII Congreso Argentino de Química Orgánica; 2010

El continuo incremento de la demanda de energía y la limitada accesibilidad a los recursos naturales, ha convertido a la investigación sobre nuevos materiales y dispositivos para la conversión de energía en una de las aéreas de investigación más importantes. La luz solar absorbida por un colorante orgánico puede utilizarse para su conversión en energía eléctrica. Una forma de hacerlo es utilizar estos colorantes en un nuevo tipo de celdas solares: Celdas Solares de Sensibilización Espectral (DSSC). En éste tipo de celdas la inyección de cargas ultra-rápida desde el estado excitado de un colorante hacia la banda de conducción de un óxido semiconductor (Figura 1), y la subsiguiente regeneración del colorante por un reductor de sacrificio da lugar a la generación de fotocorriente. Este tipo de celdas pueden ser mejoradas mediante la utilización de nuevas estructuras moleculares que absorban un mayor porcentaje de luz del espectro solar. Una estrategia prometedora en el diseño de colorantes orgánicos que sean eficientes en DSSC es la utilización de moléculas del tipo donor/aceptor de electrones separadas por espaciadores conjugados. Estas a su vez deben poseer algún tipo de grupo (por ejemplo carboxilato) que sea capaz de anclarse a la superficie del TiO2. En este estudio se ha sintetizado y caracterizado un colorante bipolar el cual presenta dos grupos difenil-amina (DPA) como donores de electrones y una unidad acido 2-ciano-acrilico como aceptor, comunicadas por un grupo fluoreno, el cual asegura una eficiente interacción entre las partes donor-aceptor (Figura 2). Este nuevo colorante posee una variedad de característicasútiles para su aplicación en DSSC. Por ejemplo, esta molécula está compuesta por dos sub-unidades, las cuales no solo incrementan la absorción de luz, sino que también minimizan la agregación.