Resumen

Presentamos los resultados de los cálculos de la teoría del funcional de la densidad (DFT) de un colorante sin metales, la sal disódica del ácido 5-(4-sulfofenilazo)salicílico, conocido como Mordant Yellow 10 (MY-10), utilizado como sensibilizador para células solares de TiO2 sensibilizadas por colorantes (DSSCs). Dada la necesidad de comprender mejor el comportamiento de los colorantes adsorbidos en la nanopartícula de TiO2, estudiamos varias formas simples y dobles desprotonadas del colorante unido a un clúster de TiO2, aprovechando la presencia de los grupos carboxilo, hidroxilo y sulfónico como posibles anclajes. Discutimos diversas configuraciones de unión al sustrato de TiO2 y la transferencia de carga del pigmento al óxido mediante cálculos de DFT. En concordancia con otros informes, encontramos que el grupo carboxilo tiende a unirse en configuraciones de puente bidentado. El salicilato utiliza los grupos sustituyentes carboxilo e hidroxilo para una unión tridentada a iones Ti(IV) adyacentes o una unión Ti-O bidentada junto con una unión O-H-O, debido a la rotación del grupo carboxilo fuera del plano del colorante. El grupo sulfónico prefiere una unión tridentada. Analizamos la propensión a la transferencia de electrones de los distintos colorantes y descubrimos que para MY-10, en función del grupo de anclaje, el rendimiento de la DSSC disminuye en el orden hidroxilo carboxilo > carboxilo > sulfonato.

• Materias:Energía solar Fotoquímica Fotocatálisis Nanoestructuras Optoelectrónica
• Subjects:Solar energy Photochemistry Photocatalysis Nanostructures Optoelectronics
• Palabras claves:carboxilo, grupo carboxilo, unión tridentada, sal disódica ácida, formas doblemente desprotonadas, grupos sustituyentes hidroxilo, configuraciones, colorante, cálculos dft, rendimiento dssc
• Keywords:carboxyl, carboxyl group, tridentate binding, acid disodium salt, double deprotonated forms, hydroxyl substituent groups, configurations, dye, dft calculations, dssc performance