Materiali Organici Funzionali

I materiali organici π-coniugati con proprietà foto ed electro-attive sono di grande interesse in diversi settori applicativi che vanno dall’elettronica organica all’applicazioni biologiche, come diodi organici ad emissione di luce (OLEDs), , transistor organici ad effetto di campo (OFETs), celle fotovoltaiche organiche, dispositivi elettrocromici, biosensori e sonde fluorescenti per bio-imaging.

L’interesse di quest’area di ricerca riguarda la realizzazione di nuovi materiali organici π-coniugati, con proprietà chimico-fisiche tali da risultare appetibili per applicazione nel campo dei dispositivi opto-elettronici.

Materiali Organici π-coniugati per applicazioni elettrocromiche.

L’obiettivo di questa linea di ricerca è di sintetizzare nuovi composti organici in grado di cambiare colore a seguito di processi di ossido-riduzione multipli. Le proprietà elettrocromiche dei materiali vengono sfruttate per la realizzazione di dispositivi come finestre intelligenti a risparmio energetico, e e-paper.

 

Sintesi e caratterizzazione di coloranti organici come sensibilizzatori per celle solari

Le celle solari a base organica (dye-sensitizer solar cells, DSSCs) puntano a sostituire il silicio con materiali organici semiconduttori, che sono a basso costo, leggeri, flessibili. In questa prospettiva, è di grande interesse la realizzazione e lo studio di nuovi coloranti organici capaci di convertire la radiazione solare in energia elettrica con alte efficienze.

 

Sintesi e caratterizzazione di nuovi pigmenti organici di origine naturale basati sul legame idrogeno

L’obiettivo principale di questa linea di ricerca è quello di contribuire allo sviluppo di elettronica ad alte prestazioni (transistor a film sottile organico, TFT e circuiti) basata su materiali che siano completamente biodegradabili in modo controllabile al termine del loro ciclo di vita. Nell’ambito di questa linea di ricerca vengono investigati approcci sintetici innovativi alla sintesi dell’epindolidione e di alcuni suoi derivati, materiali che vengono impiegati in transistor ad effetto di campo organici (OFET) che siano nel contempo efficienti e biodegradabili.

 

Sviluppo di nuove metodologie organometalliche per l’ottenimento di poli(arileni) attraverso un meccanismo “chain-growth”

I polimeri coniugati sono i materiali attivi di un vastissimo numero di dispositivi “smart”. In questa prospettiva, la disponibilità di strumenti sintetici efficienti per l’ottenimento controllato di polimeri organici coniugati costituisce argomento di grande interesse in quanto le prestazioni dei dispositivi a base di materiali organici sono fortemente influenzate dal peso molecolare, dalla polidispersività e dalla regolarità. In questa prospettiva, gli sforzi di ricerca attuali sono rivolti allo studio di reazioni di polimerizzazione attraverso la formazione del legame C-C di polimerizzazione di adatti monomeri AB-type attraverso un meccanismo chain growth che assicuri il necessario controllo sulle predette proprietà chimico-fisiche dei materiali target.

 

Sintesi di hole transporters per celle solari Perovskitiche.

A partire dai primi lavori sulle celle solari a base di perovskiti (PSC) che le hanno riconosciute come altamente promettenti, moltissimo lavoro è stato dedicato allo sviluppo di materiali innovativi e più efficienti specificamente progettati per questa architettura. Per quanto riguarda gli hole transporter materials (HTM) per questo tipo di celle, l’elevato costo dello Spiro-OMeTAD e la sua bassa mobilità di carica pone seri limiti a potenziali applicazioni su vasta scala commerciale. Il nostro lavoro in questo ambito è dedicato al “molecular engineering” delle proprietà di opportune strutture organiche al fine di sviluppare nuovi trasportatori di lacune per PSC ad elevate prestazioni.

Facilities & Labs

Chemistry Lab @Lecce

Laboratories of Chemistry of the DICATECh Depertment of the Polytechnic of Bari (PoliBA)

People

Agostina_capodilupoAgostina Lina

Capodilupo

Ricercatore CNR

Viso_UomoGiuseppe

Romanazzi

Ricercatore Associato

Giuseppe_CiccarellaGiuseppe

Ciccarella

Professore Associato

Viso_UomoGianpaolo

Suranna

Professore Associato

Viso_UomoRoberto

Grisorio

Ricercatore Associato

Publications

  1. A. L. Capodilupo, E. Fabiano, L. De Marco, G. Ciccarella, G. Gigli, C. Martinelli, A. Cardone, [1]Benzothieno[3,2‑b]benzothiophene-Based Organic Dyes for Dye‑Sensitized Solar Cells, J. Org.Chem, 81, 3235-3245, (2016) ISSN: 1520-6904; DOI: 10.1021/acs.joc.6b00192.
  2. A. L. Capodilupo, L. De Marco, G. A. Corrente, R. Giannuzzi, E. Fabiano, A. Cardone, G. Gigli, G. Ciccarella, Synthesis and characterization of a new series of dibenzofulvene based organic dyes for DSSCs, Dyes and Pigments, 130, 79-89(2016); ISSN: 0143-7208; DOI: 10.1016/j.dyepig.2016.02.030.
  3. A.-L. Capodilupo, R. Giannuzzi, G.A. Corrente, L. De Marco, E. Fabiano, A. Cardone, G. Gigli, G. Ciccarella, Synthesis and photovoltaic performance of dibenzofulvene-based organic sensitizers for DSSC, Tetrahedron, 72, 5788-5797, (2016). ISSN: 1464-5416, DOI: 10.1016/j.tet.2016.08.006.
  4. 4.L. Capodilupo, L. De Marco, E. Fabiano, R. Giannuzzi, A Scrascia, C. Clarlucci, G. A. Corrente, M. P. Cipolla, G. Gigli, G. Ciccarella, New organic dyes based on a dibenzofulvene bridge for highly efficient dye-sensitized solar cells, J. Mater. Chem. A, 34, 14181-14188, (2014). ISSN: 2050-7488; DOI: 10.1039/c4ta02161d.
  5. A. Scrascia, L. De Marco, S. Laricchia, R. A. Picca, C. Carlucci, E. Fabiano, A. L. Capodilupo, F. Della Sala, G. Gigli, G. Ciccarella, Fluorine–thiophene-substituted organic dyes for dye sensitized solar cells, J. Mater. Chem. A, 1, 11909–11921, (2013). ISSN: 2050-7496; DOI: 10.1039/C3TA10423K.
  6. R. Grisorio, L. De Marco, R. Giannuzzi, G. Gigli, G. P. Suranna; Molecular engineering of largely π-extended metal-free sensitizers containing benzothiadiazole units: Approaching 10% efficiency dye-sensitized solar cells using iodine-based electrolytes, Dyes and Pigments, 131, 282–292, (2016); DOI: 10.1016/j.dyepig.2016.04.020
  7. R. Grisorio, L. De Marco, C. Baldisserri, F. Martina, M. Serantoni, G. Gigli, G.P.Suranna; Sustainability of Organic Dye-Sensitized Solar Cells: The Role of Chemical Synthesis, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 4, 770-777, (2015); DOI: 10.1021/acssuschemeng.5b00108
  8. E. D. Głowacki, G. Romanazzi, C. Yumusak, H. Coskun, U. Monkowius, G. Voss, M. Burian, R. T. Lechner, N. Demitri, G. J. Redhammer, N. Sünger, G.P. Suranna, S. Sariciftci; Epindolidiones—Versatile and Stable Hydrogen-Bonded Pigments for Organic Field-Effect Transistors and Light-Emitting Diodes, Advanced Functional Materials, 25, 776-787, (2014); DOI: 10.1002/adfm.201402539
  9. R. Grisorio, L. De Marco, R. Agosta, R. Iacobellis, R. Giannuzzi, M. Manca, P. Mastrorilli, G. Gigli, G. P. Suranna; Enhancing Dye-Sensitized Solar Cell Performances by Molecular Engineering: Highly Efficient π-Extended Organic Sensitizers, Chem Sus Chem, 7, 2659–2669, 2014; DOI: 10.1002/cssc.201402164
  10. R. Grisorio, P. Mastrorilli, G. P. Suranna; A Pd(AcO)2/t-Bu3P/K3PO4 catalytic system for the control of Suzuki cross-coupling polymerisation, Polymer Chemistry, 5, 4304-4310, 2014; DOI: 10.1039/C4PY00028E

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