Nessa tese foi realizada a implementação de camadas compactas em células solares sensibilizadas por corantes (Dye-sensitized Solar Cells - DSCs) para aumentar a eficiência dos dispositivos, bem como a investigação das propriedades fotoquímicas e fotofísicas de complexos de Re(I) para aplicação em dispositivos optoeletrônicos. Com base em princípios de engenharia de fotoanodo, um filme fino de TiO₂/ZnO foi desenvolvido e aplicado como camadas compactas em DSCs, resultando na melhora da conversão de energia (até 67%) em comparação às DSCs típicas, levando, assim, a fabricação de dispositivos mais eficientes. Em paralelo, foram obtidos os complexos fac-[Re(CO)₃(R₂phen)(trans-stpyCOOMe)]⁺, em que R₂phen = 1,10-fenantrolina 4,7-dissubstituídas e trans-stpyCOOMe = trans-4-(2-(4-piridinil)vinil)benzoato de metila, que apresentam fotoisomerização reversíveis: trans→cis e cis→trans. As espécies cis são emissivas e possuem propriedades adequadas para fotossensores e fotochaveadores. Também foram sintetizados os complexos fac-[Re(CO)₃(dcbH₂)(trans-L)]⁺, em que dcbH₂ = ácido 4,4-dicarboxi-2,2-bipiridina e trans-L = trans-4-estirilpiridina (trans-stpy) ou trans-1,2-bis(4-piridil)etileno (trans-bpe), que foram uns dos primeiros reportados na literatura a apresentaram fotoisomerização trans→cis no visível, até 436 nm, o que permite aplicação na conversão de energia. Em especial, o complexo fac- [Re(CO)₃(dcbH₂)(trans-stpy)]⁺ exibiu essa fotorreação quando adsorvido na superfície do TiO₂, apresentando boas perspectivas em aplicações.

In this thesis, compact layers were employed to increase the performance of dye-sensitized solar cells (DSCs), as well as the photochemical and photophysical properties of Re(I) complexes were investigated toward application in optoelectronic devices. The TiO₂/ZnO thin film was judiciously engineered as compact layers for photoanodes in DSCs, resulting in a significant improvement (up to 67%) of the DSC energy conversion leading to efficient devices. In parallel, fac-[Re(CO)₃(R₂phen)(trans-stpyCOOMe)]⁺ complexes were obtained, R₂phen = 1.10-phenanthroline 4,7-disubstituted and trans-stpyCOOMe = trans-4-(2-(4-pyridinyl)vinyl)methylbenzoate, which presents trans→cis and cis→trans reversible photoisomerization. cis species are emissive and can be exploited in photosensors and photoswitches. The novel fac-[Re(CO)₃(dcbH₂)(trans-L)]⁺ complexes, dcbH₂ = 4,4'-dicarboxy-2,2'-bipyridine and trans-L = trans-4-styrylpyridine (trans-stpy) or trans-1,2-bis (4-pyridyl)ethylene (trans-bpe), were strategically designed to show visible trans→cis photoisomerization under 436 nm irradiation for the first time, allowing application in energy conversion. In particular, the fac- [Re(CO)₃(dcbH₂)(trans-stpy)]⁺ complex also exhibited trans→cis photoreaction when adsorbed on the TiO₂ surface, presenting good prospects in applications.