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MIUR- PRIN 2008: Programmi di Ricerca scientifica di rilevante Interesse Nazionale.

Progettazione e sviluppo di nuovi componenti per celle solari a semiconduttori sensibilizzati ad alta efficienza.

Recentemente si è assistito ad un crescente interesse per lo sfruttamento dell'energia solare mediante sistemi alternativi alla già consolidata tecnologia fotovoltaica basata sul silicio. Lo sviluppo di celle foto-elettrochimiche, di tipo Graetzel o DSSC, basate su semiconduttori sensibilizzati può offrire una interessante ed economica alternativa ad esso. Il presente progetto di ricerca intende portare un contributo innovativo su questo tema, tramite un approccio sinergico tra le attività sperimentali, che verranno sviluppate nelle UdR di Ferrara e Roma e nelle UdR di Milano e Milano-Bicocca e le attività teoriche della UdR di Perugia. Saranno presi in considerazione nuovi sensibilizzatori a base di composti organici, organometallici e di coordinazione e nuovi mediatori elettronici. In particolare la ricerca verrà focalizzata sullo sviluppo di: 1) porfirine e metalloporfirine, 2) complessi polipiridinici di Ru(II) e Os(II) , 3) cromofori organici, 4) nuovi mediatori elettronici a base di complessi di Cobalto (II) e Ferro (II), 5) fabbricazione di celle fotoelettrochimiche basate sui componenti realizzati ai punti 1-4) con elettroliti liquidi ed allo stato solido, contenti sensibilizzatori e mediatori elettronici con unità polimerizzabili. Nelle prime due linee di ricerca le UdR di Milano, Milano-Bicocca e Perugia saranno impegnate nel design e nella sintesi di porfirine e metalloporfirine push-pull, caratterizzate da un elevato assorbimento nel rosso e vicino infrarosso con un forte trasferimento direzionale di carica e con energia e distribuzione spaziale dei LUMOs compatibili con la banda di conduzione del semiconduttore (TiO₂). Si studieranno nuove diarilporfirine e metalloporfirine con struttura push-pull dipolare D-Π -A, recanti nelle posizioni meso spaziatori planari e rigidi Π-coniugati. Verranno inoltre sintetizzati e caratterizzati complessi polipiridinici di Ru(II) e Os(II), con leganti sostituiti con gruppi eteroaromatici -delocalizzati elettrondonatori o elettronattratori o con leganti tetrapiridinici allo scopo di estendere la sensibilità spettrale al vicino infrarosso. La terza linea di ricerca (UdR Milano-Bicocca), sarà focalizzata su nuovi fotosensibilizzatori organici multiramificati in grado di assorbire fotoni a bassa energia. La quarta linea di ricerca (UdR di Ferrara), prevede lo sviluppo di mediatori elettronici non corrosivi alternativi al ben noto sistema I3-/I- : si prevede di caratterizzare miscele costituite da due componenti, il primo contraddistinto da una piccola energia di riorganizzazione e il secondo basato su complessi di Co(II), in grado di rigenerare la forma ossidata della prima, impedendone la ricombinazione elettronica. La quinta ed ultima linea (UdR di Roma e Ferrara), riguarderà la realizzazione di celle solari basate su elettroliti liquidi ed a stato solido.

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