Investigacion y desarrollo de sistemas y dispositivos optoelectronicos organicos

Abstract

Durante el desarrollo del presente trabajo de tesis se generaron y estudiaron nuevos materiales y dispositivos optoelectrónicos orgánicos. Se presenta el diseño, síntesis, caracterización y evaluación de sistemas optoelectrónicos de conversión de energía solar en energía eléctrica y sistemas electrocrómicos poliméricos Se estudiaron los procesos básicos de transferencia de cargas en dispositivos de conversión de energía solar que funcionan en base a la sensibilización espectral de electrodos de óxidos nanoestructurados. Se analizaron principalmente los efectos sobre la cinética de transferencia heterogénea de cargas por parte de distintos electrolitos presentes en los dispositivos de conversión de energía y los métodos de preparación de los fotoelectrodos en sistemas modelo. Para poder llevar adelante este trabajo se implementaron metodologías y técnicas de estudio que no estaban desarrolladas en el lugar de trabajo con anterioridad Se generaron nuevos polímeros conductores a partir de moléculas derivadas del fluoreno, las cuales poseen sustituyentes con propiedades donoras-aceptoras de electrones, lo que les confiere la potencialidad de actuar como transportadores de cargas. Se analizaron las características electroquímicas de los monómeros con el fin de encontrar medios y procedimientos adecuados que permitieran procesos de electropolimerización sobre electrodos conductores transparentes (Optical Transparent Electrodes, OTE), de modo de formar películas que puedan luego utilizarse como materiales optoeléctricos y como medio de transporte de cargas. Además, dadas las características espectrales de este tipo de compuestos y los cambios las mismas sufren cuando son sometidos a procesos de oxidación-reducción, se analizaron sus capacidades de generar efectos electrocrómicos. Se estudiaron y se correlacionaron las propiedades estructurales, fotofísicas y electroquímicas de los nuevos materiales sintéticos con sus propiedades electro-ópticas, a los fines de alcanzar un mayor entendimiento de los procesos básicos involucrados en el fenómeno de transducción Finalmente se estudió la eficiencia de conversión de energía de celdas solares construidas mediante el uso de un nuevo colorante orgánico (Spiro Solar Dye 1, SSD1) diseñado especialmente para este fin, el cual que posee grupos aceptores (ácido cianoacético) y donores (trifenilamina) de electrones. Dicho colorante tiene la potencialidad, en base a los procesos de dimerización del grupo trifenilamina, de unirse mediante fotoelectropolimerización a polímeros transportadores de cargas del tipo desarrollado en la presente tesis, dando lugar a la formación de dispositivos de conversión de energía completamente sólidos.