D-A-π-A

A cura di
Matteo Bartolini, Francesco D’Amico, Ylenia Nowak, Marta Rigacci, Lorenzo Zani, Massimo Calamante, Daniele Franchi, Alessio Dessì, CNR-ICCOM

L’articolo selezionato per il progetto tratta lo studio di nuove molecole organiche D-A-π-A (il cui nome deriva dalla loro struttura a blocchi) da utilizzare come coloranti in pannelli solari atipici, denominati Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC). Questa tecnologia permette di avere pannelli solari colorati che funzionano particolarmente bene anche in ambienti indoor caratterizzati da luce artificiale (LED o lampade fluorescenti) e luce diffusa.
Le molecole D-A-π-A inventate hanno a comune l’innovativa struttura chimica [1]benzothieno [3,2-b]thieno [2,3-f][1]benzothiophene che, date le sue caratteristiche di Donatore di elettroni, costituisce il blocco D dei coloranti D-A-π-A. Questa struttura chimica di base è stata arricchita attaccandovi una struttura chimica che Attrae elettroni (2,1,3-benzothiadiazole) che è rappresentata dalla A interna della sigla D-A-π-A, e infine, tre combinazioni di gruppi π-coniugati e Ancoranti, che rappresentano la parte terminale π-A.
La combinazione di diverse strutture chimiche ha dato una palettedi tre molecole che funzionano da coloranti in DSSC, con colori e proprietà elettrochimiche assortiti. La sintesi chimica dei composti D-A-π-A è stata ottimizzata prediligendo reazioni sostenibili, in particolare direct arylation e reazioni one-pot, per ridurre il numero di reazioni necessarie per prepararle e l’impatto ecologico del processo di preparazione di queste nuove molecole. I coloranti sono stati infine valutati in celle solari, che hanno dimostrato di funzionare bene anche in condizioni di illuminazione indoor, confermando la loro possibile applicazione in contesti reali come edifici o piccoli elettrodomestici.