Estudo das variáveis experimentais da síntese eletroquímica e caracterização das interfaces formadas por poli(3-metiltiofeno) e poli(3-octiltiofeno) em platina
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UEL |
Texto Completo: | https://repositorio.uel.br/handle/123456789/17332 |
Resumo: | No intuito de verificar as propriedades elétricas e ópticas dos sistemas formadas por poli(3-metiltiofeno), P3MT e poli(3-octiltiofeno), P3OT sob platina (Pt), para serem aplicados em dispositivos fotovoltaicos orgânicos, foram comparadas as preparações de diferentes interfaces com os poli(3-alquiltiofenos) em 18 ºC e sem o controle de temperatura por síntese eletroquímica. Estas interfaces foram preparadas como copolímero (Pt/P3MT:P3OT) e filmes em camadas (Pt/P3MT/P3OT e Pt/P3OT/P3MT). Para a caracterização desses sistemas foi utilizada a Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE), em que, a partir dos diagramas de Bode-Fase, foi possível monitorar a estabilização dos segmentos radical cátion e dicátion do anel tiofênico. Resultado esse referendado pelos estudos prévios por espectroeletroquímica, utilizando a técnica Raman in situ nas mesmas condições experimentais. Com isso, pode ser verificado os efeitos das variáveis experimentais, como temperatura de síntese e das diferentes formas de deposição. Foi avaliado que a temperatura foi um fator de extrema importância na síntese, visto que os filmes sintetizados a 18 ºC favoreceram a estabilização dos segmentos radical cátion na matriz polimérica e, além da temperatura, a deposição em camadas também favorece a estabilização destes segmentos, visto que a camada mais próxima ao eletrodo pode atuar como camada indutora da permanência dos segmentos radical cátion no sistema. A Espectroscopia de Fotoluminescência foi utilizada para verificar as emissões das diferentes interfaces, assim como o tempo de decaimento da fotoluminescência para verificar as propriedades ópticas destas interfaces, em que ocorre a contribuição de três formas de segmentos do anel tiofênico na matriz polimérica dos P3ATs. Estes resultados demonstraram que a quantidade relativa de segmentos radical cátion e dicátion na matriz polimérica afetam o tempo de vida desses segmentos nas diferentes interfaces, devido aos efeitos de emissão para estes sistemas como preparados. |
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Estudo das variáveis experimentais da síntese eletroquímica e caracterização das interfaces formadas por poli(3-metiltiofeno) e poli(3-octiltiofeno) em platinaStudy of the experimental varibles of the electrochemical synthesis of the interfaces formed by poly(3-metylthiophene) and poly(3-octylthiophene) on platinumPoli(3-alquiltiofenos)Espectroscopia de fotoluminescênciaEspectroscopia de impedância eletroquímicaCélulas fotovoltaicas orgânicasQuímicaEletroquímicaQuímica analíticaPolímeros semicondutoresFísico-químicaCiências Exatas e da Terra - QuímicaPoly(3-alkylthiophenes)Photoluminescence spectroscopyElectrochemical impedance spectroscopyOrganic photovoltaic cellsChemicalElectrochemistryAnalytical chemistrySemiconductor polymersPhysical chemistryNo intuito de verificar as propriedades elétricas e ópticas dos sistemas formadas por poli(3-metiltiofeno), P3MT e poli(3-octiltiofeno), P3OT sob platina (Pt), para serem aplicados em dispositivos fotovoltaicos orgânicos, foram comparadas as preparações de diferentes interfaces com os poli(3-alquiltiofenos) em 18 ºC e sem o controle de temperatura por síntese eletroquímica. Estas interfaces foram preparadas como copolímero (Pt/P3MT:P3OT) e filmes em camadas (Pt/P3MT/P3OT e Pt/P3OT/P3MT). Para a caracterização desses sistemas foi utilizada a Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE), em que, a partir dos diagramas de Bode-Fase, foi possível monitorar a estabilização dos segmentos radical cátion e dicátion do anel tiofênico. Resultado esse referendado pelos estudos prévios por espectroeletroquímica, utilizando a técnica Raman in situ nas mesmas condições experimentais. Com isso, pode ser verificado os efeitos das variáveis experimentais, como temperatura de síntese e das diferentes formas de deposição. Foi avaliado que a temperatura foi um fator de extrema importância na síntese, visto que os filmes sintetizados a 18 ºC favoreceram a estabilização dos segmentos radical cátion na matriz polimérica e, além da temperatura, a deposição em camadas também favorece a estabilização destes segmentos, visto que a camada mais próxima ao eletrodo pode atuar como camada indutora da permanência dos segmentos radical cátion no sistema. A Espectroscopia de Fotoluminescência foi utilizada para verificar as emissões das diferentes interfaces, assim como o tempo de decaimento da fotoluminescência para verificar as propriedades ópticas destas interfaces, em que ocorre a contribuição de três formas de segmentos do anel tiofênico na matriz polimérica dos P3ATs. Estes resultados demonstraram que a quantidade relativa de segmentos radical cátion e dicátion na matriz polimérica afetam o tempo de vida desses segmentos nas diferentes interfaces, devido aos efeitos de emissão para estes sistemas como preparados.With the aim of verifying the electrical and optical properties of the systems formed by poly(3- methylthiophene) (P3MT) and poly(3-octylthiophene) (P3OT) on platinum (Pt) for use in organic photovoltaic device applications, electrochemical preparations of different interfaces with poly(3-alkylthiophenes) (P3ATs), synthesized both with 18 ºC and without temperature control, were compared. These interfaces were prepared both as blends (Pt/P3MT:P3OT) and as layered films (Pt/P3MT/P3OT and Pt/P3OT/P3MT). Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used to characterize the systems, and based on Bode-Phase diagrams, it was possible to monitor the stabilization of radical cation and dication segments of the thiophene ring. The findings corroborated previous studies by electrochemical spectroscopy and using in situ Raman spectroscopy under the same experimental conditions. We were able to verify the effects of experimental variables, such as synthesis temperature and different kinds of deposition. Temperature was found to be an extremely important factor in synthesis, since films synthesized at 18 ºC favored the stabilization of radical cation segments in the polymer matrix, and layered deposition also favored the stabilization of these segments, since the layer closest to the electrode can act as an induction layer for the stability of radical cation segments in the system. Photoluminescence spectroscopy was used to verify the emissions of the different interfaces, as photoluminescence decay time was used to verify the optical properties of the interfaces in which occur the contributions of three segments forms in the P3ATs matrix. These results has shown that the relative amount of radical cation and dication segments in the polymer matrix affects the lifetime of these segments in the different interfaces, due to emission effects for these systems as prepared.Santana, Henrique deOlivati, ClarissaAlmeida, Lucio Cesar deKoenig, Leandro Rodrigues2024-08-28T20:20:19Z2024-08-28T20:20:19Z2023-02-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfhttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/17332porCCE - Departamento de QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUniversidade Estadual de Londrina - UELLondrina60 p.reponame:Repositório Institucional da UELinstname:Universidade Estadual de Londrina (UEL)instacron:UELinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-08-29T06:06:56Zoai:repositorio.uel.br:123456789/17332Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bibliotecadigital.uel.br/PUBhttp://www.bibliotecadigital.uel.br/OAI/oai2.phpbcuel@uel.br||opendoar:2024-08-29T06:06:56Repositório Institucional da UEL - Universidade Estadual de Londrina (UEL)false |
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Estudo das variáveis experimentais da síntese eletroquímica e caracterização das interfaces formadas por poli(3-metiltiofeno) e poli(3-octiltiofeno) em platina Koenig, Leandro Rodrigues Poli(3-alquiltiofenos) Espectroscopia de fotoluminescência Espectroscopia de impedância eletroquímica Células fotovoltaicas orgânicas Química Eletroquímica Química analítica Polímeros semicondutores Físico-química Ciências Exatas e da Terra - Química Poly(3-alkylthiophenes) Photoluminescence spectroscopy Electrochemical impedance spectroscopy Organic photovoltaic cells Chemical Electrochemistry Analytical chemistry Semiconductor polymers Physical chemistry |
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