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Oggetto:
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Organic Materials with laboratory

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Organic Materials with laboratory

Oggetto:

Academic year 2014/2015

Course ID
MFN1275
Teaching staff
Dott. Pierluigi Quagliotto (Titolare del corso)
Prof. Claudia Barolo (Titolare del corso)
Degree course
Laurea Magistrale in inglese -MaMaself
Year
2° anno
Teaching period
Primo semestre
Type
Caratterizzante
Credits/Recognition
6
Course disciplinary sector (SSD)
CHIM/06 - chimica organica
Delivery
Tradizionale
Language
Inglese
Attendance
Facoltativa
Type of examination
Scritto
Prerequisites
Fondamenti di Chimica Organica
Nomenclatura dei composti organici
Fondamenti di Spettroscopia UV-visibile
Oggetto:

Sommario del corso

Oggetto:

Course objectives

Il corso si propone di fornire agli studenti:

1) conoscenza pratica e di base dei sistemi anfifilici.

2) capacità di individuare tensioattivi per la soluzione di problemi pratici,

3) gli elementi di raffronto tra le celle solari al silicio nelle loro tre tipologie fondamentali e le celle sensibilizzate a colorante o celle di Graetzel,

4) conoscenza del ruolo del sensibilizzatore nel funzionamento delle celle solari di Graetzel e dei parametri strutturali su cui si può agire per modulare le proprietà ottiche e redox,

5) conoscenza dell’architettura di una cella solare di Graetzel.

The main goal of the course is to give the students:

1) fundamental knowledge of amphiphilic systems:

2) ability to recognize surfactant chemical structure to solve practical problems;

3) elements to compare the three main types of silicon solar cells and the Graetzel dye sensitized solar cells;

4) knowledge of the role of the photosensitizer in the  Graetzel solar cells and of the structural parameters that can be modified to modulate their optical and redox propoerties;

5) knowledge of the Graetzel solar cells.

 

Oggetto:

Results of learning outcomes

Competenze minime  nel dettaglio:

Fondamenti di sistemi supramolecolari quali micelle e vescicole.

Classificazione Sistematica dei tensioattivi

Classificazione Sistematica delle fonti di energia

Fondamenti delle celle fotovoltaiche a base di silicio

Fondamenti delle celle fotovoltaiche di Graetzel

Expertise:

Fundamentals of Supramolecular Systems such as micelles and vesicles

Sistematic Classification of Surfactants

Sistematic Classification of Energy Sources

Fundamentals of Silicon-based Photovoltaic cells

Fundamentals of Graetzel Photovoltaic cells

 

Oggetto:

Learning assessment methods

Test  Scritto

Written Test

 

Prova scritta Per gli studenti italiani sarà possibile sostenere l'esame in lingua italiana Written Test

Oggetto:

Program

Tensioattivi (2 CFU)

Generalità. Chimica Fisica delle Interfacce: Definizioni, Energia Libera Superficiale, Angolo di Contatto, Spargimento, Effetto dei Tensioattivi sulle Proprietà delle Soluzioni, Adsorbimento alle Interfacce, Micelle, Concentrazione Critica Micellare (CMC),  Numero di Aggregazione, Effetto della Struttura di un Tensioattivo sulla CMC e sulla Dimensione delle Micelle, Geometria degli Aggregati, Tensione Superficiale: Metodi di misura, Problemi connessi con la Tecnica di Misura. Effetto della Struttura di un Tensioattivo sui Comportamenti alle Interfasi

Dispersione di Solidi e Liquidi. Solubilizzazione. Tensioattivi Fluorurati, Nuovi Tensioattivi: Alchilpoliglucosidi, Esterquats, Tensioattivi Idrolizzabili, Tensioattivi Gemini.

Materiali Organici per l’Energia Solare (2 CFU)

Celle fotovoltaiche convenzionali al silicio. Le celle solari di seconda e terza generazione saranno commentati attraverso il loro principi di funzionamento e le relative prestazioni. Celle fotovoltaiche sensibilizzate mediante coloranti organici ed organometallici, celle solari totalmente organiche e celle solari tandem per la cogenerazione di idrogeno. Con riferimento alle celle sensibilizzate a coloranti sarà sviluppato uno studio delle relazioni struttura proprietà fra i sensibilizzatori e le loro performances nei dispositivi. Principi di progettazione e sintesi di molecole funzionali (organiche ed organometalliche).

Esercitazioni in Laboratorio (2 CFU)

Laboratorio:Il laboratorio consiste nella progettazione e le sintesi di molecole fotosensibilizzatrici mediante le moderne tecniche della chimica organica avanzata e nella loro successiva purificazione e caratterizzazione. Nella seconda parte saranno preparate celle solari sensibilizzate a colorante (Celle di Grätzel) vere e proprie. Dopo l’assemblaggio di una cella fotovoltaica saranno effettuate misure delle caratteristiche di corrente e voltaggio della cella prodotta.

 

Surfactants (2 CFU)

Surfactants: General Aspects. Physical chemistry of the Interfaces. Definitions, Surface Free Energy, Contact Angle, Spreading. Surfactant Effects on the Solution Properties. Adsorption at the Interfaces. Micelles: Critical Micellar Concentration (CMC), Aggregation Number. Surfactant Structure Effects on the Micellar Shape, Micellar Shape. Surface Tension: Measuring Methods and their Problems. Surfactant Structure Effect on the Behaviour at the Interfaces, Dispersion, Solubilisation. Classification of Surfactants. Fluorinated Surfactants. Novel Surfactants: Alkylpolyglucosides, Esterquats, Cleavable Surfactants, Gemini Surfactants.

Organic Materials for Photovoltaic Applications (2 CFU)

Conventional silicon photovoltaic cells, second and third generation  solar cells: their working principles and its performance. 

Sensitized photovoltaic cells using organic and organometallic dyes, totally organic solar cells and tandem  solar cells for  combined hydrogen production will be described. With regard to dye-sensitized cells a study of structure property relationships between the sensitizers and their performances in the devices will be developed. 

Principles for design and synthesis of functional molecules (organic and organometallic). 

Laboratory Practice (2CFU)

The laboratory is devoted to the design and synthesis of photosensitizers using modern and advanced organic chemistry techniques , and their subsequent purification and characterization. In the second part dye-sensitized solar cells will be prepared  (Graetzel cells).  After the assembly of a solar cell, the measurement of the characteristics of current and voltage of the produced cells will be performed.

 

Suggested readings and bibliography

Oggetto:

SSurfactants and Interfacial Phenomena, M.J. Rosen, J.T. Kunjappu, 4th
edition, John Wiley and Sons, 2012, New York;
Color Chemistry, H. Zollinger, VCH, Weinheim, 1991.

Altri testi specialistici sono consultatibili presso il docente
Appunti e Slides forniti dal docente

Surfactants and Interfacial Phenomena, M.J. Rosen, J.T. Kunjappu, 4th
edition, John Wiley and Sons, 2012, New York;
Color Chemistry, H. Zollinger, VCH, Weinheim, 1991.
Other specialized texts are available from the teacher
Slides provided by the teacher.

 



Oggetto:

Note

Tipologia Insegnamento

Lezioni in aula, Esperienze in Laboratorio

Frequenza

La frequenza alle lezioni non è obbligatoria. La frequenza ai corsi di laboratorio è obbligatoria e non può essere inferiore al 70% delle ore previste.

Lectures, Experiences in the Laboratory

Class attendance is optional. Attendance to the laboratory is mandatory

 

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Last update: 18/05/2015 11:12
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