Resumen de Espaciadores tiofénicos en sistemas dador-pi-aceptor: óptica no lineal y celdas solares de tipo grätzel
El trabajo llevado a cabo tiene como objetivo la síntesis y el estudio de las propiedades de compuestos orgánicos con estructura de tipo Dador-pi-Aceptor (D-pi-A) en los que el espaciador conjugado está constituido por diferentes sistemas heterocíclicos derivados de tiofeno. Estos compuestos están dirigidos a su aplicación en dos áreas diferentes dentro del campo de los materiales electro- y fotoactivos dependiendo de la naturaleza del aceptor: la Óptica No Lineal (ONL) de segundo orden, y las celdas solares sensibilizadas por un colorante (celdas solares de ¿tipo Grätzel¿ o DSSCs). De esta forma, la Tesis doctoral se estructura en dos bloques diferenciados según la aplicación para la que hayan sido diseñados los sistemas. La estructura dentro de cada uno de los bloques se presenta a continuación:
Bloque I: Sistemas D-pi-A diseñados para ONL de segundo orden.
- Capítulo 1: Introducción a la Óptica No Lineal. En este capítulo se recogen de forma resumida los fundamentos básicos de la ONL, centrándose en particular en los fenómenos ópticos no lineales de segundo orden. Además del origen físico de los mismos, las unidades y técnicas para cuantificar la respuesta ONL, también se dan a conocer las características que deben poseer las moléculas/materiales para presentar actividad ONL de segundo orden. Cada uno de los siguientes capítulos del bloque (2, 3, 4) se inicia con un repaso al estado de la investigación llevada a cabo sobre estructuras similares a las de los compuestos objeto del capítulo.
- Capítulo 2: Espaciadores tiofénicos fusionados en sistemas derivados de 4H-piranilideno con actividad ONL. En este capítulo se analizará el efecto de varios espaciadores heterocíclicos fusionados derivados de tiofeno en las propiedades térmicas, electroquímicas y ópticas, en sistemas diseñados para dar lugar al fenómeno de Generación de Segundo Armónico (SHG de sus siglas en inglés, Second Harmonic Generation). Algunos de estos espaciadores ya se han incluido en sistemas más simples de este tipo, mostrando un excelente equilibrio entre estabilidad y propiedades ópticas. Otros núcleos heterocíclicos serán introducidos por primera vez en compuestos con aplicaciones ópticas no lineales.
- Capítulo 3: Espaciadores tiofénicos aromáticos y proaromáticos en sistemas push-pull diseñados para ONL. En este capítulo se analizará la influencia de la naturaleza aromatica o quinoide de espaciadores heterocíclicos derivados de tiofeno en la polarización del estado fundamental de los sistemas. Las dificultades sintéticas asociadas a la utilización de espaciadores proaromáticos hacen que los sistemas derivados de éstos hayan sido considerablemente menos estudiados que sus análogos aromáticos. En este caso se llevará a cabo la comparación de las propiedades de sistemas análogos cuya única diferencia está en la naturaleza del espaciador.
- Capítulo 4: Organogeles como forma de procesado para cromóforos con actividad ONL de segundo orden. Este capítulo tiene como objetivo explorar la capacidad de auto-organización de compuestos con capacidad gelificadora para la creación de estructuras ordenadas que cumplan los requerimientos de simetría necesarios para presentar respuesta ONL de segundo orden. Para ello, en una primera aproximación, se funcionalizaron cromóforos de referencia derivados de Disperse Red, para favorecer las interacciones supramoleculares entre ellos. En un segundo paso, se modificaron también sistemas D-pi-A con similitudes estructurales a los preparados en los capítulos 2 y 3. El trabajo correspondiente a este capítulo se llevó a cabo durante dos periodos de Estancia Breve realizados en la Universidad de Angers (Francia).
Bloque II: Sistemas D-pi-A diseñados como colorantes para su aplicación en celdas solares de tipo Grätzel.
- Capítulo 5: Introducción a las celdas solares de ¿Tipo Grätzel¿ o DSSCs. En este capítulo se presentan las bases del funcionamiento de las celdas solares sensibilizadas por un colorante (DSSCs por sus siglas en inglés, Dye-Sensitized Solar Cells), así como las características básicas que debe poseer un colorante para ser aplicado en este tipo de dispositivos.
- Capítulo 6: Espaciadores tiofénicos fusionados en colorantes para DSSCs derivados de 4H-piranilideno. Al igual que en el bloque dedicado a ONL, este capítulo se inicia con una exposición de los trabajos con sistemas similares recogidos en la bibliografía. En él se estudia el comportamiento en dispositivos solares de colorantes de tipo D-pi-A análogos a los preparados en el capítulo 2, con el fin de conocer la influencia de la naturaleza del espaciador en la eficiencia de conversión de la radiación en energía eléctrica.
Bloque III: Conclusiones Con el objetivo de optar al Título de Doctor con Mención Internacional, este bloque, compuesto por un breve resumen de la Memoria y un apartado de conclusiones generales, ha sido redactado en inglés.
