Síntesis de complejos de Cu(I) de potencial aplicación como antena en celdas solares sensibilizadas por colorante

La tecnología de conversión de luz solar en energía eléctrica representa actualmente una alternativa muy importante en la diversificación de la matriz energética a nivel internacional y local. La producción de paneles solares ha aumentado sensiblemente en los últimos años, sinónimo del posicionamiento de las tecnologías fotovoltaicas en el escenario energético. Las celdas solares han encontrado muchas aplicaciones: desde pequeños dispositivos electrónicos hasta plantas generadoras de energía en la escala de los megawatt. El uso de la luz solar para generar electricidad es percibido como una manera ideal de emplear energías renovables. Sin embargo, el alto costo de los paneles solares basados en semiconductores inorgánicos impone actualmente restricciones importantes a su uso masivo. En los últimos años, se han realizado esfuerzos muy significativos para desarrollar tecnologías de energía solar más económicas. En este contexto, las denominadas celdas solares sensibilizadas por colorante (DSSC) han emergido como una clase de dispositivos fotovoltaicos muy importante. Una DSSCestá constituida por un pigmento unido a una superficie de un semiconductor, típicamente TiO2. Este óxido es un semiconductor que posee una brecha energética entre las bandas de valencia y la de conductividad de ca. 3 eV. Esto permite una absorción óptica en la región del UV que representa un 10 % del total del espectro solar. Por lo tanto, todo material que posea una brecha energética más pequeña puede usarse para sensibilizar TiO2. Las DSSC que operan con buenas eficiencias contienen pigmentos sintéticos, usualmente complejos de Ru(II). Éstos han sido desafiados recientemente por complejos-antena de metales de la primera serie de transición d. Los complejos de Cu(I) son actualmente favoritos en el desarrollo de pigmentos alternativos a los de Ru(II). El motivo está basado en la similitud entre la respuesta fotofísica de los complejos de Cu(I) y los de Ru(II). Los complejos de Cu(I) con polipiridinas, en particular, presentan estados excitados MLCT emisivos con vida media relativamente largas. Esto está motivado en la capa d10 completa sobre el metal, la cual previene una rápida desexcitación MLCT no-radiativa vía estados excitados metálicos. El bajo costo y la abundancia tan importante de Cu respecto a Ru representa una ventaja en aplicaciones tecnológicas prácticas, si se tiene en cuenta la utilidad funcional que se pueden alcanzar en ambos casos. Este proyecto propone diseñar complejos de Cu(I) de potencial aplicación como antena en DSSC. Se plantea también estudiar las propiedades luminiscentes de los mismos aislados y sensibilizando TiO2. A través del estudio de los sistemas complejo@TiO2, se esperar poder obtener un buen modelo del comportamiento del pigmento en un entorno químico lo más parecido posible al que se encuentra en una DSSC operativa.