[en] COMPARATIVE STUDY OF DIFFERENT CHARGE-GENERATING LAYERS FOR ORGANIC PHOTOVOLTAIC CELLS

[pt] ESTUDO COMPARATIVO DE DIFERENTES CAMADAS GERADORAS DE CARGA PARA CÉLULAS FOTOVOLTAICAS ORGÂNICAS

[pt] TOMAS BARREIRA DUARTE

[pt] ENERGIA SUSTENTAVEL

[pt] OPV

[pt] CELULA FOTOVOLTAICA ORGANICA

[pt] ELETRONICA ORGANICA

[pt] ENERGIA SOLAR

[en] SOLAR ENERGY

[en] OPV

[en] ORGANIC PHOTOVOLTAIC CELL

[en] ORGANIC ELECTRONICS

[pt] O presente trabalho busca explorar e comparar diferentes camadas orgânicas geradoras de carga para a fabricação de células fotovoltaicas (OPVs, Organic Photovoltaic Cells). Com o crescente interesse por tecnologias sustentáveis e eficientes, a eletrônica orgânica, baseada em moléculas a base de carbono, desponta como uma alternativa promissora. A pesquisa deste trabalho se concentrou no estudo da fabricação de células solares orgânicas devido às suas características vantajosas, como flexibilidade, transparência, custo reduzido e menor impacto ambiental em comparação com tecnologias fotovoltaicas tradicionais. As células fotovoltaicas orgânicas são parte da terceira geração de células solares, que se destacam pela capacidade de absorver uma faixa mais ampla do espectro solar. Isso é possível graças ao uso de semicondutores orgânicos, que oferecem vantagens significativas, incluindo a possibilidade de fabricação em substratos flexíveis e em condições de temperatura ambiente. A metodologia utilizada envolveu a fabricação de dispositivos com diferentes materiais, tais como F8T2, P3HT, C60 e PCBM e com diferentes técnicas de deposição de filmes finos, incluindo spin coating, blade coating e evaporação térmica resistiva. Cada técnica foi escolhida e ajustada para otimizar a eficiência de deposição e a qualidade dos filmes. Os resultados indicaram variações na eficiência de conversão de energia dependendo da combinação de materiais e métodos de fabricação utilizados. A célula com blenda de P3HT:PCBM apresentou a maior eficiência, demonstrando o potencial de otimização futura através da combinação de materiais que permitem uma melhor transferência de cargas. Este estudo contribui para a compreensão e desenvolvimento de tecnologias fotovoltaicas mais eficientes e sustentáveis, com potencial para aplicações em larga escala. Os avanços em OPVs podem levar a soluções inovadoras para a crise energética global, oferecendo uma alternativa ecológica e economicamente viável para a geração de energia solar.

[en] The present work aims to explore and compare different organic charge-generating layers for the fabrication of organic photovoltaic cells (OPVs). With the growing interest in sustainable and efficient technologies, organic electronics, based on carbon-based molecules, emerges as a promising alternative. The research of this work was focused on the study of organic solar cell fabrication due to its advantageous characteristics, such as flexibility, transparency, reduced cost, and lower environmental impact compared to traditional photovoltaic technologies. Organic photovoltaic cells are part of the third generation of solar cells, which stand out for their ability to absorb a wider range of the solar spectrum. This is made possible by the use of organic semiconductors, which offer significant advantages, including the possibility of fabrication on flexible substrates and under ambient temperature conditions.The used methodology involved the fabrication of devices with different materials, such as F8T2, P3HT, C60, and PCBM, and with different thin-film deposition techniques, including spin coating, blade coating, and resistive thermal evaporation. Each technique was chosen and adjusted to optimize deposition efficiency and film quality. The results indicated variations in energy conversion efficiency depending on the combination of materials and fabrication methods used. The cell with a P3HT:PCBM blend showed the highest efficiency, demonstrating the potential for future optimization through the combination of materials that allow better charge transfer. This study contributes to the understanding and development of more efficient and sustainable photovoltaic technologies, with potential for large-scale applications. Advances in OPVs can lead to innovative solutions for the global energy crisis, offering an environmentally friendly and economically viable alternative for solar energy generation.

MARCO CREMONA

ALINE MAGALHAES DOS SANTOS

2024-07-08

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.67219