Electrochemical generation of a molecular heterojunction. A new Zn-Porphyrin-Fullerene C60 Polymeric Film

The design and electrosynthesis of electroactive and photoelectroactive polymeric organic thin films holding Zn(II)-porphyrin and Zn(II)-porphyrin-C60 dyad are reported. The presence of carbazole substituents in the meso positions of the tetrapyrolic macrocycle allows the formation of conducting polymers by coupling of electrogenerated carbazole radical cations. Due to the fact that both donor and acceptor units in the monomer dyad are covalently bonded, a polymeric heterojunction can be formed in just one single step. The ITO/organic polymer electrodes were studied by cyclic voltammetry, UV-visible absorption spectroscopy and spectroelectrochemistry, showing that the porphyrin building blocks were not altered during the polymerization process and that they retained their light harvesting capacity and electrochemical characteristics. Upon illumination of the polymeric films, photoinduced charge separation and charge migration occur. The photovoltage spectra followed very well the absorption spectra of the organic materials, and in ITO/Zn-porphyrin-C60 electrodes, the signal amplitude and transitory photovoltage half-life time are larger than those observed for Zn-porphyrin polymer. Thus, a “double cable” polymeric structure is proposed for the material with the presence of the strong electron acceptor C60 fullerene, the hole transport porphyrin and dicarbazole moieties, making the material a potential building block for applications in the design and construction of organic optoelectronic devices.Fil: Solis, Claudia Alejandra. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Química; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Ballatore, María Belén. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Química; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Suárez Ramanzin, Maria Belen. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Química; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Milanesio, María Elisa. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Química; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Durantini, Edgardo Néstor. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Química; ArgentinaFil: Santo, Marisa Rosana. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Química; ArgentinaFil: Dittrich, Thomas. Institute For Silicon Photovoltaics; AlemaniaFil: Otero, Luis Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Química; ArgentinaFil: Gervaldo, Miguel Andres. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Química; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentin