Синтез новых супрамолекулярных систем на основе дендримерных фталоцианинов d-металлов со свойством фотоиндуцированного переноса электрона для фотовольтаических устройств

Переход к энергетике, которая является экологически чистой и экономит ресурсы, представляет собой важную задачу современного общества. Исследования солнечных элементов нового поколения активно проводятся в качестве перспективного источника относительно доступного и безопасного с экологической точки зрения метода преобразования солнечной энергии в электричество. Фталоцианины привлекают внимание как перспективные строительные блоки различных молекулярных материалов, которые могут быть актуальны в области нанотехнологий и фотовольтаики. Интерес к фталоцианинам и их комплексам растет в настоящее время, число патентов в области синтеза и их применения также увеличивается. Фталоцианины представляют собой плоские ароматические макроциклы - синтетические аналоги порфиринов, состоящие из четырех изоиндольных единиц, представляющие собой 18 π-электронное ароматическое облако, делокализованное по расположению чередующихся атомов углерода и азота.. В отчетном периоде продолжена работа по поиску оптимальных условий самосборки аксиально координированных тетрапиррольных макроциклических комплексов d-металлов. Особое внимание уделено получению новых донорно-акцепторных систем на основе фталоцианиновых/порфириновых комплексов марганца(III) и продолжены исследования с комплексами кобальта(II). При изучении спектральных характеристик в возбужденном состоянии и процесса фотоиндуцированного переноса электрона в синтезированных соединениях был применен метод фемтосекундной абсорбционной спектроскопии. Исследования были проведены на оборудовании ОИ «Анализ химических, биологических систем и природных материалов: масс-спектральная микроскопия и фемтосекундная лазерная микроскопия-спектроскопия». Особое внимание на данном этапе реализации проекта уделено исследованию фотоиндуцированных процессов в тетрапиррольных макроциклических комплексах марганца(III) и донорно-акцепторных систем на их основе. Важно отметить, таких данных в мировой литературе практически нет, таким образом, полученные результаты развивают представления о динамике сверхбыстрых процессов с фемтосекундным временным разрешением в парамагнитных тетрапиррольных комплексах, что важно не только с практической точки зрения получения фотоактивных материалов, но и необходимо для фундаментальных основ. Были продолжены исследования по получению модифицированных титановых электродов синтезированными тетрапиррольными макроциклическими комплексами d- металлов для фотовольтаических ячеек. Полученные данные показали перспективу получения модифицированных титановых электродов тетрапиррольными макроциклическими соединениями не только через карбоксильную группу якорного лиганда, но и через связь Ti-N. А возможность обеспечения замещенным фуллереном функций якорной группы для связи с поверхностью и функций акцептора при фотовозбуждении для реализации фотоиндуцированного переноса электрона, позволит провести сравнительные исследования и выявить наилучшие условия для создания эффективных фотоанодов, обладающих стабильными фотоэлектрохимическими характеристиками.