Conjugated organic diradicals and polyradicalselectronic structure and photophysics

Resumen

Hoy en día resulta incuestionable la desafiante posición en la que la humanidad se ha puesto a sí misma a través de la sobrepoblación, explotación desmedida de recursos naturales, contaminación ambiental, entre otros. Como sociedad científica, esto nos ha llevado a plantear soluciones para sobrellevar las diferentes crisis que vivimos. La creciente demanda mundial, como ejemplo, nos invita a buscar la optimización de los procesos que incrementen la eficiencia en la generación, almacenamiento y aprovechamiento de energía limpia. Las celdas solares representan uno de los dispositivos optoelectrónicos más ambiciosos en este campo. Por ello, el diseño de estas y los materiales utilizados es de vital importancia, pero además es el entendimiento de los procesos químicos y físicos que se llevan a cabo a nivel molecular lo que nos permite mejorar su diseño y en consecuencia su eficiencia. El desarrollo de nuevos materiales con aplicaciones optoelectrónicas ha sido de gran importancia en los últimos años. Mejorar el rendimiento en celdas solares, LEDs, sensores, y demás sistemas fotoactivos, se ha convertido en un reto. Particularmente los materiales orgánicos han recibido un considerable aumento de atención debido a las ventajas que presentan sobre sus homólogos inorgánicos (son más baratos, sus propiedades son más fáciles de modular, su vida útil es más larga, entre otras). El principal objetivo de la tesis es poner al descubierto las propiedades químicas que permiten que procesos fotofísicos complejos tomen lugar en moléculas orgánicas brindándoles potencial aplicación como materiales optoelectrónicos. El trabajo realizado ha seguido dos grandes líneas que constantemente convergen en un punto: el entendimiento de la estructura electrónica de moléculas orgánicas con carácter diradical, o poliradical, y la forma en que esta propiedad impacta en los procesos fotofísicos que potencian su aplicación como materiales optoelectrónicos. Así, el trabajo se desarrolló buscando estudiar a) sistemas diradicales orgánicos y sus propiedades electrónicas y magnéticas; y b) la fisión de singuletes (SF) como proceso fotofísico que permite incrementar la eficiencia de las celdas solares.