[pt] ESTUDO DA MOBILIDADE DE PORTADORES DE CARGA EM FILMES DE POLI(3-HEXILTIOFENO) MODIFICADOS FÍSICA E QUIMICAMENTE, UTILIZANDO DIFERENTES TÉCNICAS EXPERIMENTAIS

[en] INVESTIGATION OF THE CHARGE CARRIERS MOBILITY IN POLY(3-HEXYLTHIOPHENE) THIN FILMS PHYSICALLY AND CHEMICALLY MODIFIED USING DIFFERENT EXPERIMENTAL TECHNIQUES

[pt] HAROLD JOSE CAMARGO AVILA

[pt] MOBILIDADE

[pt] OFET

[pt] CELIV

[pt] P3HT

[pt] DISPOSITIVOS ORGANICOS

[pt] FILMES FINOS

[en] MOBILITY

[en] OFET

[en] THIN FILMS

[pt] Este trabalho apresenta o estudo da mobilidade de portadores de carga em filmes finos de poli(3-hexiltiofeno) rrP3HT modificados: (a) fisicamente, através da mistura do rrP3HT com o polimetilmetacrilato, PMMA, com diferentes solventes e concentrações; e (b) quimicamente, através da sínteses de novos polímeros baseados de politiofenos com poliselenofeno rrP3HTCoSe com 5 e 10 porcento de Se. Todos os filmes fabricados foram caracterizados através de medidas de absorção UV-Vis, fotoluminescência e absorção no infravermelho. Para as blendas rrP3HT:PMMA, a partir destes espectros e usando o modelo de Spano, foram determinados os valores de acoplamento excitônico W e as semilarguras da distribuição gaussiana de estados sigma mostrando que o comprimento de conjugação, a ordem e a cristalinidade foram aprimoradas nas blendas rrP3HT:PMMA. Medidas J-V e CELIV mostraram que simples diodos baseados nas blendas rrP3HT:PMMA 70:30 exibem valores de mobilidade de portadores maiores (1.0x10 elevado a menos quatro até 5.5x10 elevado a menos quatro centimetro quadrado/Vs), com um aumento de até 450 porcento quando comparados com o valor da mobilidade do rrP3HT puro. Células fotovoltaicas foram fabricadas para avaliar o desempenho da blenda 70:30 apresentando um valor de eficiência 6 vezes maior em relação aos dispositivos baseados em rrP3HT puro. Por outro lado, o estudo da modificação química mostrou altos valores de acoplamento excitônico para os polímeros rrP3HTCoSe de 5 e 10 porcento, o que significa menores comprimentos de conjugação, ordem e cristalinidade. Os valores de mobilidade encontrados nos polímeros rrP3HTCoSe 5 e 10 porcento foram inferiores com relação ao rrP3HT puro, encontrando uma relação direta entre a energia do gap, o comprimento de conjugação e mobilidade de portadores de carga.

[en] This work presents the study of charge carrier mobility in thin films of poly(3-hexylthiphene) rrP3HT modified: (a) physically, through the mixing the rrP3HT with polymethylmethacrylate PMMA with different solvents and concentrations and (b) chemically, through the syntheses of new polymers based on polythiophene and polyselenophene rrP3HTCoSe 5 and 10 percent of Se. All the films produced were characterized by UV-Vis absorption, photoluminescence and infrared absorption measurements. For the rrP3HT:PMMA blends, from these spectra and using the Spano model were determined excitonic bandwidth values W(eV) and half width of the Gaussian distribution of site-energy disorder sigma (eV) showing that the conjugation length, order and crystallinity were improved in rrP3HT:PMMA blends. J-V and CELIV measurements showed that the simples diodes based in rrP3HT:PMMA 70:30 with different solvents showed the highest mobility (1.00x10 to negative 4 power to 5.55x10 to negative 4 power centimeter square/Vs), with an increase of up to 450 percent compared with the value of mobility of rrP3HT pure. Photovoltaic cells were fabricated to evaluated the performance of the blend 70:30 presenting a value conversion efficiency 6 times higher compared to devices based rrP3HT pure. On the other hand, the study of chemical modification showed high values of excitonic bandwidth for the rrP3HTCoSe polymers 5 and 10 percent, which means smaller conjugation lengths, order and crystallinity. The mobility values found in rrP3HTCoSe polymers 5 and 10 percent were lower with respect to rrP3HT pure, finding a direct relationship between Eg, the conjugation length and mobility of charge carriers.

MARCO CREMONA

MARCO CREMONA

LUCIMARA STOLZ ROMAN

MARCELO EDUARDO HUGUENIN MAIA DA COSTA

FERNANDO LOUREIRO STAVALE JUNIOR

DEYSE GOMES DA COSTA

2017-04-07

2016-07-18

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.29619