Synthesis 2017; 49(17): 3975-3984
DOI: 10.1055/s-0036-1588836
paper
© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Synthesis of Silatrane-Containing Organic Sensitizers as Precursors for the Silyloxyl Anchoring Group in Dye-Sensitized Solar Cells

Matteo Bessi
a   Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (CNR-ICCOM), Via Madonna del Piano 10, 50019 Sesto Fiorentino, Italy   Email: gianna.reginato@iccom.cnr.it
b   Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia, Università degli Studi di Siena, Via A. Moro 2, 53100 Siena, Italy
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Marco Monini
a   Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (CNR-ICCOM), Via Madonna del Piano 10, 50019 Sesto Fiorentino, Italy   Email: gianna.reginato@iccom.cnr.it
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Massimo Calamante
a   Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (CNR-ICCOM), Via Madonna del Piano 10, 50019 Sesto Fiorentino, Italy   Email: gianna.reginato@iccom.cnr.it
c   Dipartimento di Chimica ‘U. Schiff’, Università degli Studi di Firenze, Via della Lastruccia 13, 50019 Sesto Fiorentino, Italy
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Alessandro Mordini
a   Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (CNR-ICCOM), Via Madonna del Piano 10, 50019 Sesto Fiorentino, Italy   Email: gianna.reginato@iccom.cnr.it
c   Dipartimento di Chimica ‘U. Schiff’, Università degli Studi di Firenze, Via della Lastruccia 13, 50019 Sesto Fiorentino, Italy
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Adalgisa Sinicropi
a   Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (CNR-ICCOM), Via Madonna del Piano 10, 50019 Sesto Fiorentino, Italy   Email: gianna.reginato@iccom.cnr.it
b   Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia, Università degli Studi di Siena, Via A. Moro 2, 53100 Siena, Italy
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Riccardo Basosi
a   Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (CNR-ICCOM), Via Madonna del Piano 10, 50019 Sesto Fiorentino, Italy   Email: gianna.reginato@iccom.cnr.it
b   Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia, Università degli Studi di Siena, Via A. Moro 2, 53100 Siena, Italy
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Mariangela Di Donato
c   Dipartimento di Chimica ‘U. Schiff’, Università degli Studi di Firenze, Via della Lastruccia 13, 50019 Sesto Fiorentino, Italy
d   INO, Istituto Nazionale di Ottica, Largo Enrico Fermi 6, 50125 Florence, Italy
f   LENS (European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy), Via N. Carrara 1, 50019 Sesto Fiorentino, Italy
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Paolo Foggi
a   Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (CNR-ICCOM), Via Madonna del Piano 10, 50019 Sesto Fiorentino, Italy   Email: gianna.reginato@iccom.cnr.it
d   INO, Istituto Nazionale di Ottica, Largo Enrico Fermi 6, 50125 Florence, Italy
e   Dipartmento di Chimica, Università degli studi di Perugia, via Elce di Sotto 8, 06123 Perugia, Italy
f   LENS (European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy), Via N. Carrara 1, 50019 Sesto Fiorentino, Italy
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Alessandro Iagatti
d   INO, Istituto Nazionale di Ottica, Largo Enrico Fermi 6, 50125 Florence, Italy
f   LENS (European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy), Via N. Carrara 1, 50019 Sesto Fiorentino, Italy
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Lorenzo Zani
a   Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (CNR-ICCOM), Via Madonna del Piano 10, 50019 Sesto Fiorentino, Italy   Email: gianna.reginato@iccom.cnr.it
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Gianna Reginato*
a   Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (CNR-ICCOM), Via Madonna del Piano 10, 50019 Sesto Fiorentino, Italy   Email: gianna.reginato@iccom.cnr.it
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Publication History

Received: 14 March 2017

Accepted after revision: 28 April 2017

Publication Date:
07 June 2017 (online)


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Abstract

A series of organic D-π-A dyes, endowed with different silicon-based anchoring groups, has been prepared to assess the stability of such anchoring moieties on nanocrystalline TiO2 in dye-sensitized solar cells. Due to the difficulties encountered in finding a reliable and robust preparation protocol to obtain pure trialkoxysilanes, replacement with a silatrane moiety was evaluated. It was found that the silatrane group could be easily introduced on three different molecular scaffolds by using a simple amide coupling reaction mediated by EDC-Cl. Furthermore, the spectroscopic properties and anchoring mode on nanocrystalline TiO2 of the silatrane dyes were found to be nearly identical to those of the trialkoxysilane compounds, and both gave a much more stable attachment to the semiconductor compared with their cyano­acrylic acid counterpart, as shown by desorption experiments.

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