Os complexos de Ru(II) com bipiridinas carboxiladas possuem as propriedades apropriadas para a sensibilização de TiO2 em células solares. Esses corantes apresentam bandas largas e intensas de transferência de carga metal-ligante, que se sobrepõem ao espectro solar. O tempo de vida do seu estado excitado é suficientemente longo para permitir a injeção de elétrons. Os grupos carboxílicos garantem uma forte adsorção do corante na superfície do TiO2 e também um acoplamento eletrônico necessário entre o estado excitado de transferência de carga do sensibilizador e as funções de onda da banda de condução do semicondutor, resultando na transferência eletrônica numa escala de tempo menor do que picosegundo. Dessa maneira, com a irradiação de luz, as espécies corantes são excitadas eletronicamente, ocorrendo uma transferência eficiente de elétrons através dos grupos carboxílicos para o semicondutor. A figura abaixo apresenta esquematicamente a injeção de elétrons a partir da espécie sensibilizadora.
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Transferência de elétrons fotoinduzida de um sensibilizador genérico da espécie Ru(dcbH2)2LL' para uma superfície de um semicondutor dcbH2 = bipiridina carboxilada. |
