Desenvolvimento de filmes finos poliméricos para aplicação em dispositivos fotovoltaicos orgânicos

• Autor(a) principal: Glenda Ribeiro de Barros Silveira Lacerda
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-A3AMWG
• topic: Células fotovoltaicas orgânicas; Politiofenos; OPV; Eletroquímica; Copolímero; Espectroeletroquímica; Copolímeros; Células fotoelétricas; Eletroquímica; Físico química; Geração de energia fotovoltaica; Filmes finos

Este trabalho apresenta o estudo de polímeros e copolímeros conjugados derivados do tiofeno com propriedades promissoras para aplicação em células fotovoltaicas orgânicas (OPV). Inicialmente realizou-se a síntese do monômero 3-(4-fluorfenil)tiofeno (FFT), bem como sua caracterização empregando técnicas como espectroscopia na região do infravermelho (IV), espectroscopia de ressonância magnética nuclear de próton (RMN de 1 H) e de carbono 13 (RMN de 13 C) e cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (CG-MS) comprovando assim a obtenção da estrutura pretendida. Em uma etapa seguinte, partindo-se do FFT sintetizado e de monômeros comerciais e empregando-se a cronoamperometria, obteve-se os polímeros: o poli(3-(4-fluorfenil)tiofeno) (PFFT), poli(3,4-etilenodioxitiofeno) (PEDOT) e o poli(3-feniltiofeno) (P3FT) e também os copolímeros poli(3,4-etilenodioxitiofeno-co-3-feniltiofeno) (P(EDOT-co-3FT)) e poli(3,4-etilenodioxitiofeno-co-3-4-fluorfeniltiofeno) (P(EDOT-co-FFT)). Os polímeros e copolímeros foram caracterizados com sucesso utilizando técnicas de IV, absorção na região do UV-vis e fluorescência, termogravimetria (TG) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Observou-se que a inserção do monômero EDOT para a formação dos copolímeros contribui para aestabilização das cargas, sendo o P(EDOT-co-3FT) o material mais estável eletroquimicamente e com menor perda de carga sob ciclagem eletroquímica. Todas as amostras tiveram seu comportamento espectroeletroquímico estudado e observou-se que os copolímeros apresentaram potencial para aplicação em OPVs. A variação de cor entre o estado reduzido e oxidado também foi observada, sendo que o PEDOT variou do azul para azul escuro, o P3FT do cinza para vermelho e PFFT do cinza para vermelho. Já os copolímeros P(EDOT-co-3FT) variaram do azul para roxo e o P(EDOT-co-FFT) do azul escuro para o roxo escuro. A cronoabsormetria permitiu determinar parâmetros importantes para aplicação em dispositivos eletrocrômicos como eficiência eletrocrômica (), contraste óptico (%T) e tempo de resposta ().