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Proyectos de investigación

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Manipulación regioselectiva de esferas de carbono para revolucionar la eficiencia de las celdas solares (RegioSolar)

XX Concurso Nacional para la adjudicación de Ayudas a la Investigación en Ciencias de la Vida y de la Materia

Nuevos materiales: fundamentos y aplicaciones

Investigador Principal: Xavier Ribas Salamaña

Centro de investigación o Institución: Parc Científic i Tecnològic de la Universitat de Girona

Sinopsis

El consumo enorme de combustibles fósiles y sus consecuencias nefastas sobre el cambio climático obligan a encontrar nuevas fuentes de energía renovable. La más evidente es la energía solar y por ello es imprescindible mejorar la eficiencia de las celdas solares actuales. Uno de los componentes electroactivos principales de las celdas solares orgánicas y de las basadas en perovskitas son los derivados monosustituidos de fulerenos C60 y C70. Esto supone una evidente limitación ya que no es posible acceder actualmente a fulerenos poli-sustituidos debido a la dificultad de manipular estas moléculas esféricas de carbono de manera regioselectiva con más de un aducto. Este proyecto pretende sintetizar poli-derivados de fulerenos con control absoluto de su regiofuncionalización mediante el uso de máscaras supramoleculares, las cuales consisten en cápsulas moleculares de tamaño nanoscópico modulable capaces de encapsular los fulerenos y exponer limitadas zonas de su esfera. Se diseñarán nuevas máscaras supramoleculares modulables en forma y dimensiones para controlar la capacidad de encapsulación de fulerenos. Se priorizará la naturaleza de la poli-funcionalización de los fulerenos encapsulados (priorizando C60, C70 y C84) en función de sus características electrónicas para optimizar la eficiencia de nueva generación de celdas solares.   

La consecución de este proyecto representará un cambio de paradigma en la química de fulerenos, ya que se proporcionará una vía sin precedentes para sintetizar cada uno de los fulerenos poli-funcionalizados como isómeros puros, y posibilitar su aplicabilidad en dispositivos fotovoltaicos que alcancen el ambicioso objetivo del 35% de eficiencia en conversión de energía.

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