RESUMEN Debido a la naturaleza finita de los combustibles fósiles, desde hace varias décadas la comunidad científica internacional ha enfocado varias áreas de investigación en la búsqueda de nuevos materiales que permitan emular el proceso de fotosíntesis de las plantas. Durante los últimos años, gracias al desarrollo exponencial de la tecnología láser con resolución temporal, varios de los aspectos fundamentales del proceso de fotosíntesis han sido estudiados y actualmente, este tipo de estudios se ha enfocado en las aplicaciones industriales, dando origen al diseño de celdas solares moleculares. Actualmente las celdas solares moleculares presentan eficiencias del orden de 11-20 % y se han convertido en una alternativa real para solventar los problemas energéticos actuales. Sin embargo, a pesar del gran número de estudios relacionados con celdas solares moleculares que se pueden encontrar en la literatura especializada, existen varios detalles tanto experimentales como teóricos que requieren de estudios adicionales. Desde el punto de vista aplicado, para diseñar celdas solares con altas eficiencias de conversión de luz solar, es necesario comprender de manera “completa” todos los procesos fotofísicos y/o fotoquímicos que puedan ocurrir durante el proceso de interacción radiación-materia. En la actualidad, el estudio de la dinámica del estado excitado de los diferentes materiales se realiza en una primera etapa por medio de diferentes técnicas computacionales, para posteriormente diseñar y obtener los sistemas de interés. El objetivo fundamental de este proyecto de investigación es el diseño y caracterización fisicoquímica de diferentes sistemas moleculares que emulen algunos de los procesos fotofísicos involucrados en el proceso de fotosíntesis natural. Específicamente, este proyecto está enfocado en el estudio de los procesos de desactivación radiativos, y en la caracterización de las propiedades de óptica no lineal de sistemas orgánicos. Sistemas en los cuales, posterior al proceso de fotoabsorción, puede ocurrir la reacción de transferencia de electrones (ET), y por lo tanto pueden ser utilizados en el diseño de sistemas complejos con propiedades ópticas avanzadas. Los diferentes sistemas modelos propuestos incluyen compuesto poliaromáticos derivados de antraceno, fenil vinilideno, fenil acrilatos, imidazol, perimidinas y acridindionas. Para lograr este objetivo, se realizará el estudio computacional de las propiedades fotofísicas y fotoquímicas de los diferentes compuestos. Específicamente, se utilizarán metodologías computacionales del estado excitado apropiadas para el tamaño de los sistemas de interés, tales como como la teoría del funcional de la densidad dependiente del tiempo (TDDFT) y/o los métodos de espacio activo completo en un campo auto-consistente CASSCF (Complete Active Space Self-Consistent Field) y de interacción de configuraciones con excitaciones simples CIS (Configuration Interaction Singles). Posteriormente, con base en los resultados computacionales, se sintetizaran los diferentes sistemas orgánicos para poder determinar experimentalmente por medio de la técnica Z-Scan las propiedades de óptica no lineal.