В каких структурах клеток водорослей расположен хлорофилл?

Коротко: в хлоропластах.
Чуть подробнее: у водорослей хлорофилл локализован в их пластидных органоидах — хлоропластах (их также называют хроматофорами у ряда водорослей). Непосредственно молекулы хлорофилла встроены в мембраны тилакоидов внутри хлоропластов (в гранах или стромальных тилакоидах — в зависимости от группы).
Замечание по «сине-зелёным водорослям»: цианобактерии формально не водоросли, у них хлорофилл находится в плазматической мембране и тилакоидах прокариотической клетки, без оформленных хлоропластов.