Ambra Guarnaccio: dottoranda e Assegnista di ricerca Progetto CLaN.

Nell’ambito del Progetto CLaN (finanziato dal PO-FESR Basilicata 2007-2013) è stato sviluppato il seguente progetto di dottorato di ricerca della Scuola di Dottorato di Scienze dell’Università degli Studi della Basilicata la cui attività scientifica prodotta è riportata nel seguente abstract. 

“Sintesi di Oligotiofeni e Caratterizzazione Mediante Spettroscopie ad Alta Risoluzione”

Abstract

Gli obiettivi del presente lavoro di ricerca sono stati, innanzitutto la sintesi di un nuovo sistema organico pi-coniugato di tipo donatore-accettore (1) potenzialmente utilizzabile per applicazioni nel campo del fotovoltaico organico di nuova generazione. La seconda parte del lavoro si è basata, invece, sulla caratterizzazione fotofisica dello stesso sistema organico utilizzando tecniche spettroscopiche risolte in tempo e non.

Lo schema sintetico utilizzato è composto da sette step consecutivi a partire dal precursore (3) commerciale e relativamente poco costoso, passando attraverso un intermedio oligotiofenico (2). L’approccio sintetico sfruttato ci ha permesso di ottenere il composto donatore-accettore target con una resa totale del 26%, dopo i primi sei passaggi di sintesi, che è scesa al 5% dopo l’ultimo step di reazione critico che permette l’aggancio di due unità di fullerene C₆₀. La strategia sintetica completa del composto target (1) è stata recentemente pubblicata ed è stata completamente sviluppata presso l’Università degli Studi della Basilicata. [1]

La struttura elettronica del sistema donatore-accettore è stata studiata grazie ad una tecnica di spettroscopica laser di tipo time-resolved (Spettroscopia di Pump-Probe). La successiva analisi cinetica dei dati sperimentali ricavati ci ha permesso di determinare le costanti di velocità e i tempi di rilassamento associati alle transizioni elettroniche tipiche del sistema. Inoltre, è stato osservato un possibile processo di electron transfer intramolecolare, fondamentale per la conversione dell’energia solare in energia elettrica necessaria per il funzionamento dei dispositivi fotovoltaici.

Le misure time-resolved sono state interamente condotte, nell’ambito del Progetto CLaN, presso il laboratorio di ricerca ARPA-COLA afferente all’Institute of Electronic Structure and Laser (IESL) della Foundation for Research and Technology Hellas (FORTH) situato ad Heraklion (Creta, Grecia).

Nell’immediato futuro ci si ripropone di raccogliere maggiori dati sperimentali mirati al chiarimento delle dinamiche elettroniche e del processo di electron transfer intramolecolare. Ad ogni modo, in base alle nostre attuali conoscenze, si può concludere che il sistema donatore-accettore (1) progettato e sintetizzato in questo lavoro potrebbe essere un buon candidato per lo sviluppo di un sistema utilizzabile per la realizzazione di un prototipo di cella solare organica.