Гетеропентацены - новые фотостабильные сенсибилизаторы для третьего поколения солнечных батарей: синтез, теоретическое моделирование и структурная оптимизация

За время выполнения Проекта получены следующие результаты: - получены производные хиноксалинфеноксазинов, имеющих амидные группы из п-амино-хиноксалинфеноксазина. Теоретическими и экспериментальными способами показана зависимость между природой амидных групп, эффективностью адсорбции на поверхности TiO2, распределением молекулярных орбиталей пары краситель-TiO2 и, соответственно, эффективностью инжекции электронов в солнечных элементах DSSC. Исследованы фотовольтаические свойства полученных соединений в солнечных элементах DSSC и OSC. Изучены спектральные и окислительно-восстановительные свойства полученных соединений. - исследовано молекулярное строение и спектральные параметры комплексов красителей, на основе трифенодиоксазинов с гексафторацетилацетонатом цинка. Показано, что данные комплексы существуют в виде аддуктов в координационных узлах которых цинк координируется с пятью атомами. Аддукты с координационной связью N-Zn флуоресцируют в более длинноволновом диапазоне (585–613 нм), чем соответствующие им лиганды, при этом цвет флуоресценции меняется с зеленого на красный. - получены производные новой хиноксалинфеноксазиновой системы из о-бензохинона и замещенных о-фенилендиаминов. Строение соединений новой пентагетероциклической системы подтверждено рентгеноструктурным анализом. Исследованные спектры поглощения соединений имеют широкие наиболее длинноволновые полосы поглощения в диапазоне 500 – 850 нм, охватывающие наиболее сильную эмиссионную часть солнечного спектра, как того требуют красители-сенсибилизаторы в солнечных элементах типа DSSC и OSC. - изучены реакции 6-нитро-о-бензохинона с вторичными аминами, включая реакции с гетероциклическими аминами. Строение соединений установлено рентгеноструктурным анализом. - исследованы возможности улучшения свойств красителей-сенсибилизаторов по адсорбируемости на поверхности TiO2 за счет изменения природы якорных групп. Изучено влияние акриламидных, азометиновых, п-хинониминовых групп и аддуктов с π-электронными акцепторами. Синтезировано и установлено строение 16 новых производных 12Нхиноксалино[2,3-b]феноксазинов. Изучены их редокс-активные, спектральные и фотовольтаические свойства. - изучены реакции нитро-о-бензохинона с замещенными аминами и кетонами для расширения ряда гетероциклических лигандов. - исследованы реакции взаимодействия 6,8-ди-трет-бутил-3H-феноксазин-3-она с ароматическими аминами в растворах, с о-фенилендиамином, о-аминофенолами и о-меркаптоанилинами в расплавах. Предложен новый путь к синтезу широкого спектра гетеропентациклов открывающий возможность варьировать гетероатом в 12-м положении гетеропентацикла. Синтезировано 14 новых гетеропентаценов. Изучены их редокс-активные, спектральные и фотовольтаические свойства. Показана перспективность использования гетеропентациклов в фоточувствительных устройствах, как солнечных элементах DSSC и OSC, так и в фотодиодах. Все заявленные в Проекте цели и задачи выполнены полностью.