Generación electroquímica de heterouniones orgánicas fotoactivas

J. DURANTINI, B. SUAREZ, M. SANTO, E. DURANTINI, T. DITTRICH, L. OTERO, M. GERVALDO.

Congreso; Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013

Las interfaces entre semiconductores y polímeros orgánicos son de gran importancia para estudiar las propiedades electrónicas y de separación de carga en dispositivos tales como diodos orgánicos emisores de luz; transistores de efecto campo, sistemas electrocrómicos y celdas solares orgánicas. Estas aplicaciones están relacionadas al comportamiento de los transportadores de cargas fotogenerados. Es importante investigar las propiedades de fotovoltaje superficial de estos polímeros orgánicos debido a que permite obtener información acerca de los transportadores de carga fotogenerados, ya sea en la superficie del semiconductor o en la interface. Los sistemas donores-aceptores de carga pueden construirse utilizando compuestos de porfirina y fulereno C60, posibilitando así la construcción de sistemas fotosintéticos artificiales. Por otra parte la polimerización electroquímica permite controlar el espesor y las propiedades del polímero, obteniéndose películas orgánicas estables y reproducibles. En este trabajo reportamos estudios de espectroscopía de fotovoltaje superficial (SPV) de nuevas películas electropolimerizables combinadas de porfirinas (Figura 1) y fullereno C60(ITO/P/P-Zn, ITO/P-Zn/P e ITO/P/C60). Objetivos: Estudiar las interfaces y las propiedades optoelectrónicas de nuevos polímeros orgánicos electrosintetizados mediante espectroscopía de fotovoltaje superficial (SPV). Resultados: Se prepararon polímeros bicapa de porfirinas y se evaluó la configuración más adecuada para obtener el mejor efecto de separación de carga. En ambas bicapas los electrones se separan hacia la superficie externa, pero solo el sistema P-Zn/P mostró un incremento en la señal de SPV respecto a los observados para la bicapa P/P-Zn. Estos valores altos de SPV son explicados en base a la energética del sistema. Como resultado de la excitación con luz un electrón se transfiere de P-Zn al estado excitado de P. Contrariamente el sistema P/P-Zn no posee una correcta configuración energética y la transferencia de electrones desde P al estado excitado de P-Zn no es energéticamente favorable. La bicapa combinada de porfirina y fulereno C60 (P/C60) mostró una señal de SPV en fase negativa, indicando que los electrones, al igual que en los sistemas anteriores, se separan hacia la superficie externa. Conclusión: Se electrosintetizaron nuevos polímeros de porfirina con propiedades optoelectrónicas sobre una superficie semitransparente. Las películas mostraron generación de separación de carga fotoinducida y migración de carga al excitarse la porfirina, demostrando así su potencial aplicación en dispositivos optoelectrónicos.