Luz María Rodríguez Valdez ANÁLISIS TEÓRICO DE LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA EN SEMICONDUCTORES ORGÁNICOS Luz María Rodríguez Valdez Facultad de Ciencias Químicas Universidad Autónoma de Chihuahua

IMPACTO EN LA RED NyN Se apoya a la investigación y caracterización de nanomateriales mediante el modelado computacional de sistemas moleculares, contribuyendo a los avances científicos en el campo de los semiconductores orgánicos de aplicación en la generación de energías renovables alternas.

La creciente contaminación con combustibles fósiles y la disminución de los mismos en la naturaleza, ha llevado al hombre a realizar estudios sobre la producción de energía a partir de energías renovables tales como la eólica, biomasa y la solar; esta ultima ya ha sido explotada con la fabricación de celdas solares basadas en silicio, sin embargo, el alto costo que conlleva la fabricación de las mismas así como su difícil implementación, ha suscitado la búsqueda de materiales semiconductores orgánicos. Estos nuevos materiales son de fácil obtención, procesamiento sencillo y bajo costo, razones por las cuales se pretende elaborar nuevos dispositivos basados en ellos.

MATERIAL SEMICONDUCTOR ORGÁNICO CREACIÓN DE EXCITONES. + + + + - - - - - Gap LUMO HOMO Excitón + + - - DIFUSIÓN DE EXCITONES. e- Donador de electrones. Aceptor de electrones. SEPARACIÓN DE LA CARGA. ABSORCIÓN. Luz Solar Cátodo e- Ánodo h+ RECOLECCIÓN DE LA CARGA. Movimiento de cargas positivas. Movimiento de cargas negativas. TRANSPORTE DE LA CARGA.

OBJETIVO Realizar un estudio químico-cuántico de la estructura y propiedades electrónicas, en derivados de anillos pirrólicos empleando la Teoría de Funcionales de la Densidad (DFT), para determinar si dichos compuestos pueden ser empleados como materiales orgánicos en la construcción de dispositivos fotovoltaicos.

MONÓMEROS UTILIZADOS Monómero 2 Monómero 1 Monómero 3 Monómero 4 (4-metoxifenil)[4-(4-metoxifenil)-1H-pirrol-3-il] metanona (4-nitrofenil)(4-fenil-1H-pirrol-3-il) metanona Monómero 3 Monómero 4 [4-(4-nitrofenil)-1H-pirrol-3-il] (fenil) metanona [4-(4-metoxifenil)-1H-pirrol-3-il] (fenil) metanona

ESTRUCTURAS ANALIZADAS Dímero 1-1 B Trímero 2-2-2 Dímero 1-1 A Trímero 3-3-3 Trímero 4-4-4

RESULTADOS

Estructuras optimizadas con DFT B3LYP/6-31G RESULTADOS Dímero 1-1 A Dímero 1-1 B Trímero 2-2-2 Trímero 4-4-4 Trímero 3-3-3 Estructuras optimizadas con DFT B3LYP/6-31G

RESULTADOS

RESULTADOS

RESULTADOS

CONCLUSIONES Bajos valores de HOMO-LUMO gap para los 5 derivados. Los espectros UV indican que algunos compuestos presentan una segunda banda que puede ser atribuida a un fenómeno de transferencia de carga intermolecular (ICT). Los 5 derivados presentan bandas de absorción cercanas al máximo del espectro solar (500-800 nm). Los orbitales HOMO y LUMO indican zonas donadoras y aceptoras de electrones. Los derivados 3D presentan las mejores características para ser empleados como semiconductores orgánicos.

NyN EN LA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS - UACh Investigadores y estudiantes:

NyN EN LA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS - UACh Proyectos: Simulación computacional de tamices moleculares. Estudio de multiferroicos magnetoelectricos a escala nanométrica. Estudio teórico de la estructura y propiedades electrónicas en materiales semiconductores orgánicos.

NyN EN LA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS - UACh. Infraestructura y Equipo:

NyN EN LA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS - UACh. Formación de Recursos Humanos:

Simulación Computacional de Semiconductores Orgánicos COLABORACIÓN ACTUAL Dr. Daniel Glossman Mitnik Dra. Norma Flores Holguín Simulación Computacional de Semiconductores Orgánicos

NECESIDADES Sub-redes. Eventos académicos de las sub-redes. Talleres de trabajo. Continuar con el apoyo a congresos y estancias. Tiempo de permanencia en la Red.

GRACIAS.