Caracterização morfológica da heterojunção de volume de Tiofeno : Fulereno por simulação molecular.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Morais, Marlene Notélio Borges Luíza de
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFOP
Texto Completo: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11925
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Morais, Marlene Notélio Borges Luíza deSavedra, Melissa Fabíola SiqueiraViana, Rommel BezerraBianchi, Rodrigo FernandoSavedra, Melissa Fabíola SiqueiraSavedra, Ranylson Marcello Leal2020-02-18T10:57:20Z2020-02-18T10:57:20Z2019MORAIS, Marlene Notélio Borges Luíza de. Caracterização morfológica da heterojunção de volume de Tiofeno: Fulereno por simulação molecular. 2019. 109 f. Dissertação (Mestrado em Ciências – Física de Materiais) – Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11925Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.Os polímeros conjugados são empregados para compor camadas ativas em dispositivos opto eletrônicos orgânicos que são ultrafinos, leves, flexíveis e ambientalmente sustentáveis. O constante aprimoramento da Eletrônica Orgânica requer o maior controle sobre a morfologia dessas camadas, que influencia diretamente na eficiência quântica dos dispositivos. Devido à natureza amorfa dos polímeros, no entanto, a caracterização dessas microestruturas não é uma tarefa simples. Neste trabalho, a simulação computacional de dinâmica molecular atomística foi empregada como ferramenta na caracterização morfológica de blendas de poli (3-hexiltiofeno) (P3HT):6,6-fenil C61 éster metílico de ácido butírico (PCBM), que vem sendo utilizadas em Células Solares Orgânicas (CSOs), no modelo de Heterojunção de Volume (HjV). Os procedimentos experimentais comumente empregados na fabricação de filmes finos foram mimetizados, a fim de avaliar o seu impacto sobre a morfologia. Foram analisados os efeitos do solvente e da temperatura, uma vez que esses fatores exercem influência sobre a morfologia final da HjV. Analises conformacionais mostraram que as cadeias de P3HT não são majoritariamente planares e tendem a se enovelar. As interações com as moléculas de solvente e de PCBM, no entanto, minimizaram esse efeito e conferiram maior grau de organização a matriz polimérica. O solvente também atua como o meio pelo qual a interface entre os semicondutores se forma durante a fabricação. O tratamento térmico em torno do ponto de fusão do polímero melhorou a distribuição dos semicondutores, sendo, portanto, urna etapa importante na fabricação de dispositivos mais eficientes. Analises de distribuição dos domínios e fator de estrutura apontaram para a existência de três fases, sendo PCBM e P3HT semicristalinos e mistura amorfa de ambos. A abordagem empregada nessa pesquisa permitiu uma investigação robusta da morfologia da camada ativa a nível molecular e de como os procedimentos de fabricação influenciam em sua formação. Estes resultados podem contribuir para o maior controle sobre essas microestruturas e, consequentemente, para o progresso da Eletrônica Orgânica.Conjugated polymers are used to compose active layers in organic electronic opto-devices that are ultra-thin, light, flexible and environmentally sustainable. The constant improvement of Organic Electronics requires greater control over the morphology of these layers, which directly influences the quantum efficiency of the devices. Due to the amorphous nature of polymers, however, the characterization of these microstructures is not a simple task. In this work, computational simulation of atomistic molecular dynamics was used as a tool in the morphological characterization of poly (3-hexylthiophene) blends (P3HT): 6,6-phenyl C61 methyl butyric acid ester (PCBM), which has been used in Organic Solar Cells (CSOs), in the Volume Heterojunction (HjV) model. The experimental procedures commonly used in the manufacture of thin films have been mimicked in order to assess their impact on morphology. The effects of solvent and temperature were analyzed, since these factors influence the final morphology of HjV. Conformational analyzes showed that the P3HT chains are not mostly planar and tend to fold up. The interactions with the solvent and PCBM molecules, however, minimized this effect and conferred a greater degree of organization to the polymeric matrix. The solvent also acts as the means by which the interface between semiconductors is formed during manufacture. The heat treatment around the melting point of the polymer improved the distribution of the semiconductors, being, therefore, an important step in the manufacture of more efficient devices. Analysis of the distribution of domains and structure factor pointed to the existence of three phases, being PCBM and P3HT semicrystalline and amorphous mixture of both. The approach used in this research allowed a robust investigation of the morphology of the active layer at the molecular level and how the manufacturing procedures influence its formation. These results can contribute to greater control over these microstructures and, consequently, to the progress of Organic Electronics.Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 31/01/2020 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessSemicondutores - junçõesDinâmica molecularCaracterização morfológica da heterojunção de volume de Tiofeno : Fulereno por simulação molecular.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8924http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/11925/5/license.txt62604f8d955274beb56c80ce1ee5dcaeMD55CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; charset=utf-849http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/11925/2/license_url4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2fMD52license_textlicense_texttext/html; charset=utf-80http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/11925/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-80http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/11925/4/license_rdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54ORIGINALDISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoMorfológicaHeterojunção.pdfDISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoMorfológicaHeterojunção.pdfapplication/pdf28936942http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/11925/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O_Caracteriza%c3%a7%c3%a3oMorfol%c3%b3gicaHeterojun%c3%a7%c3%a3o.pdfb4d5258d033ca104d93bdb29c0127460MD51123456789/119252020-02-18 05:57:20.321oai:localhost: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ório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332020-02-18T10:57:20Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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