estudo para o desenvolvimento de dispositivos ... · “se todas as pessoas procurassem ser amigas...

UNIVERSIDADE DE BRASIacuteLIA

FACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELEacuteTRICA

ESTUDO PARA O DESENVOLVIMENTO DE

DISPOSITIVOS FOTOVOLTAICOS ORGAcircNICOS

ELIZETE ROCHA DA SILVA

ORIENTADORA ARTEMIS MARTI CESCHIN

DISSERTACcedilAtildeO DE MESTRADO EM ENGENHARIA ELEacuteTRICA

PUBLICACcedilAtildeO 42110

BRASIacuteLIADF JUNHO ndash 2010

ii







DISSERTACcedilAtildeO SUBMETIDA AO DEPARTAMENTO DE

ENGENHARIA ELEacuteTRICA DA FACULDADE DE TECNOLOGIA DA

UNIVERSIDADE DE BRASIacuteLIA COMO PARTE DOS REQUISITOS

NECESSAacuteRIOS PARA A OBTENCcedilAtildeO DO GRAU DE MESTRE

APROVADO POR

BRASIacuteLIADF JUNHO DE 2010

iii

FICHA CATALOGRAacuteFICA

SILVA ELIZETE ROCHA DA

Estudo para o Desenvolvimento de Dispositivos Fotovoltaicos Orgacircnicos [Distrito Federal]

2010

xviii 104p 297 mm (ENEFTUnB Mestre Engenharia Eleacutetrica 2010)

Dissertaccedilatildeo de Mestrado ndash Universidade de Brasiacutelia Faculdade de Tecnologia

Departamento de Engenharia Eleacutetrica

1 Dispositivos Fotovoltaicos 2 Ceacutelula Solar

3Poliacutemeros Condutores 4 Eletrocircnica Orgacircnica

I ENEFTUnB II Tiacutetulo (seacuterie)

REFEREcircNCIA BIBLIOGRAacuteFICA

SILVA E R (2010) Estudo para o Desenvolvimento de Dispositivos Fotovoltaicos

Orgacircnicos Dissertaccedilatildeo de Mestrado em Engenharia Eleacutetrica Publicaccedilatildeo PPGENEDM-

42110 Departamento de Engenharia Eleacutetrica Universidade de Brasiacutelia Brasiacutelia DF 104

p

CESSAtildeO DE DIREITO

AUTOR Elizete Rocha da Silva

TIacuteTULO Estudo para o Desenvolvimento de Dispositivos Fotovoltaicos Orgacircnicos

GRAU Mestre ANO 2010

Eacute concedida agrave Universidade de Brasiacutelia permissatildeo para reproduzir coacutepias desta dissertaccedilatildeo

de mestrado e para emprestar ou vender tais coacutepias somente para propoacutesitos acadecircmicos e

cientiacuteficos O autor reserva outros direitos de publicaccedilatildeo e nenhuma parte dessa dissertaccedilatildeo

de mestrado pode ser reproduzida sem autorizaccedilatildeo por escrito do autor

____________________________

Elizete Rocha da Silva

QNA 14 casa 21

72110-140 Taguatinga - DF- Brasil

iv

AGRADECIMENTOS

Agradeccedilo ao Senhor Deus por mais essa conquista em minha vida

Agrave minha orientadora Artemis Marti Ceschin pela paciecircncia dedicaccedilatildeo e trabalho

ao longo do meu mestrado

Ao Heacutelio Tiago e Heacutelio Juacutenior que sempre me apoiaram incondicionalmente

Aos professores e colegas do Laboratoacuterio de Dispositivos e Circuitos Integrados -

LDCI pelas contribuiccedilotildees e pelo oacutetimo ambiente de trabalho Em especial ao professor Drordm

Joseacute Camargo pelas contribuiccedilotildees acadecircmicas

Agrave Drordf Jussara Duratildees do Laboratoacuterio de poliacutemeros (LaBPOL) do Instituto de

Quiacutemica da Universidade de Brasiacutelia pelas contribuiccedilotildees no desenvolvimento deste

trabalho

Agrave Msc Nizamara Simenremis do Laboratoacuterio de poliacutemeros (LaBPOL) do Instituto

de Quiacutemica da Universidade de Brasiacutelia pelas imagens de AFM discussotildees e amizade ao

longo deste trabalho

Aos funcionaacuterios e colegas dos Laboratoacuterios de Engenharia Eleacutetrica do SG 11 da

Universidade de Brasiacutelia que durante este tempo foi minha segunda casa Em especial aos

colegas do DTL Valter Alvino e Silmar pelo apoacuteio emocional e psicoloacutegico e

contribuiccedilotildees prestadas durante meu mestrado

Aos meus amigos queridos que ao lerem estes agradecimentos saberatildeo o quatildeo

grande foram suas contribuiccedilotildees nesta etapa da minha vida acadecircmica Seria injusto em

esquececirc-los pois todas as pessoas que estiveram comigo seja por alguns dias ou anos

tiveram importacircncia ao longo deste processo

Ao LABPOL pelo fornecimento das soluccedilotildees com oacuteleo de Buriti

As agecircncias financiadoras Capes pelo apoacuteio financeiro

Ao projeto INCT-NAMITEC

Ao projeto CNPqUniversal CT-INFO

Muito Obrigada

v

Dedico este trabalho ao Heacutelio da Silva pelos incentivos paciecircncia e ajuda financeira aos meus

filhos Tiago Rocha e Heacutelio Junior Enfim pela contribuiccedilatildeo prestada pela minha famiacutelia

diretamente e indiretamente ao longo dos anos

vi

ldquoSe todas as pessoas procurassem ser amigas de Deus tendo intimidade espiritual

muacutetua Deus os livraria de todos aqueles que natildeo satildeo seus amigos e proveria tudo em suas

vidas Os protegeria de todo o mal que estaacute reservado para vida terrena E depois da vida

passageira de cada um iriam reinar eternamente com Deusrdquo (Salmos 23-27)

vii

RESUMO

ESTUDO PARA O DESENVOLVIMENTO DE DISPOSITIVOS

FOTOVOLTAICOS ORGAcircNICOS

Autor Elizete Rocha da Silva

Orientador Artemis Marti Ceschin

Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Eleacutetrica

Brasiacutelia junho de 2010

Este trabalho eacute dedicado agrave preparaccedilatildeo e a caracterizaccedilatildeo de dispositivos

fotovoltaicos baseados em matrizes polimeacutericas modificadas com oacuteleo de buriti (OB) O

presente desenvolvimento consiste na deposiccedilatildeo de camada do poliacutemero condutor

PEDOTPSS sobre substrato de vidro com oacutexido de zinco dopado com fluacuteor (FTO) onde

depois foi depositada a camada ativa

Ao longo da pesquisa vaacuterias camadas ativas foram testadas No iniacutecio os filmes

das amostras foram preparados por casting Agrave medida que os resultados eram obtidos

novas ideacuteias iam surgindo e novas teacutecnicas foram sendo incorporadas

Buscando fazer os filmes mais finos e obter melhores resultados os filmes

passaram a serem preparados pela teacutecnica de spin coating Os tipos de camadas ativas

foram PS puro PS OB 47 PS OB 8 PS OB 47+P3HT P3HT+OB PMAM puro e

PMAM OB 35

Para as caracterizaccedilotildees dos dispositivos usou-se para medir tensatildeo e corrente

direta multiacutemetros comuns sob iluminaccedilatildeo de lacircmpadas e luz solar Alguns dispositivos

os paracircmetros de caracterizaccedilotildees foram obtidos das curvas IndashV Os filmes tiveram suas

espessuras medidas com perfilometro suas superfiacutecies tambeacutem foram observadas com

microscopia de forccedila atocircmica (AFM)

As respostas eleacutetricas obtidas foram interessantes e promissoras por estes

resultados levam a crer que estes materiais podem ser usados nos desenvolvimentos de

dispositivos fotovoltaicos orgacircnicos de baixo custo acessiacuteveis e de faacutecil fabricaccedilatildeo

viii

ABSTRACT STUDY FOR DEVELOPMENT OF ORGANIC PHOTOVOLTAIC DEVICES

Author Elizete Rocha da Silva

Supervisor Artemis Marti Ceschin


Brasiacutelia June 2010

This work is dedicated to the preparation and characterization of the photovoltaic

devices based on polymer matrices modified with oil buriti (OB) This development

consists in the deposition layer of conducting polymer PEDOT PSS on glass substrate

with zinc oxide doped with fluorine (FTO) which was deposited after the active layer

Throughout this study several active layers were tested At the beginning of the

film samples were prepared by casting When the results were been obtained new ideas

were emerging and new techniques were incorporated

Seeking to make the films thinner to obtain better results the films had to be

prepared by spin coating technique The types of active layers were pure PS PS OB 47

PS B 8 PS B + 47 P3HT P3HT + OB pure and PMAM PMAM OB 35

For the characterizations of the devices used to measure voltage and direct current

multimeters under common lighting of lamps and solar light Some devices the parameters

were obtained from the characterizations of I-V curves The film had its thickness

measured with profilometer their surfaces were also observed with atomic force

microscopy (AFM)

The electrical answers obtained were interesting and promising to these results that

suggests these materials can be used in the development of organic photovoltaic devices at

low cost accessible and easy to manufacture

ix

SUMAacuteRIO

1 ndash INTRODUCcedilAtildeO 2

11 ndash OBJETIVO GERAL 4

12 ndash OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS E ORGANIZACcedilAtildeO DO ESTUDO 4

2 ndash CONCEITOS BAacuteSICOS 6

21 ndash POLIacuteMEROS CONDUTORES 6

23 ndash CARACTERIZACcedilAtildeO DO DISPOSITIVO FOTOVOLTAICO 10

231ndash Eficiecircncia quacircntica externa (IPCE) 10

232 ndash Tensatildeo de circuito aberto (VOC) e Corrente de curto circuito (ISC) 11

233 ndash Curva caracteriacutestica IndashV 12

234 ndash Fator de preenchimento (FF) e Conversatildeo de Potencia () 13

24 ndash POLIacuteMEROS UTILIZADOS 14

241 ndash Polistireno (PS) 14

242 ndash Poli metacrilato de metila (PMAM) 15

244 ndash Poli (3-hexiltiofeno) (P3HT) 18

3 ndash PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS E RESULTADOS 23

31 ndash MATERIAIS 23

32 ndash EQUIPAMENTOS UTILIZADOS 23

321 ndash Multiacutemetros 23

322 ndash Spin coater 23

323 ndash Sistema de caracterizaccedilatildeo de semicondutores (Curva IndashV) 25

324 ndash Microscopia de Forccedila Atocircmica (AFM) 26

33 ndash DADOS EXPERIMENTAIS E RESULTADOS I 27

331 ndash Experimentos Etapa 1 27

3311 ndash Procedimentos para preparaccedilatildeo dos eletrodos 27

3312 ndash Procedimentos para preparaccedilatildeo da camada ativa 27

x

3313 ndash Formaccedilatildeo do dispositivo 28

3314 ndash Caracterizaccedilatildeo com lacircmpada incandescente de 100 W 28

3315 ndash Anaacutelise e Discussatildeo 29


3321 ndash Procedimentos para preparaccedilatildeo das amostras 29








341 ndash Misturas usando P3HT 35


3421 ndash Preparaccedilatildeo dos filmes por spin coater 36

3422 ndash Caracterizaccedilatildeo com lacircmpada espectral de Hg 80 W 37

3423 ndash Caracterizaccedilatildeo com luz solar direta 38



3431 ndash Preparando novas amostras 39


3433 ndash Caracterizaccedilatildeo sob luz solar direta 41

3434 ndash Curva caracteriacutestica de corrente versus tensatildeo aplicada (IndashV) 42


35 ndash DADOS EXPERIMENTAIS E RESULTADOS III 46


xi

3511 ndash Confecccedilatildeo das amostras usando PS e PMAM 1ordm grupo 46

3512 ndash Caracterizaccedilatildeo usando lacircmpada de Hg 80 W 47

3512 ndash Caracterizaccedilatildeo sob luz solar 47


3523 ndash Curva caracteriacutestica corrente versus tensatildeo (IndashV) 50

3524 ndash Medida de espessura 53


3531 ndash Confecccedilatildeo das amostras com parte do FTO removido 56

3532 ndash Caracterizaccedilatildeo das curvas (IndashV ) 57

3533 - Anaacutelise e discussatildeo 61

354 Caracterizaccedilatildeo dos Materiais por Microscopia de Forccedila Atocircmica (AFM) 61

4 ndash CONCLUSOtildeES E RECOMENDACcedilOtildeES 68

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 71

APEcircNDICE 1 77

Produccedilotildees Bibliograacuteficas 77

xii

LISTA DE TABELAS

Tabela 3 1 ndash Valores medidos de VOC e ISC sob iluminaccedilatildeo da lacircmpada incandescente de

100 W durante 5 minutos 29





Tabela 3 4 ndash Valores medidos de VOC e ISC com iluminaccedilatildeo da lacircmpada incandescente de

100 W para variaccedilatildeo de iluminaccedilatildeo para a amostra P4 32

Tabela 3 5 ndash Valores de VOC e ISC sob iluminaccedilatildeo de lacircmpada incandescente de 100 W

durante 5 minutos 35

Tabela 3 6 ndash Medidas de VOC e ISC das amostras com contato feito com um ponto de

prata Sob lacircmpada de Hg de 80 W durante 5 minutos 38

Tabela 3 7ndash Medidas de VOC e ISC das amostras com contato feito de prata em forma de

trilhas com concentraccedilatildeo em um ponto Sob lacircmpada de Hg de 80 W durante 5 minutos 38

Tabela 3 8 ndash Resultados obtidos das medidas de VOC e ISC usando luz solar direta durante

5 minutos 38

Tabela 3 9 ndash Medidas de VOC e ISC para amostras iluminadas pela lacircmpada Hg 80 W

aproximadamente cinco minutos 41

Tabela 3 10 ndash Valores de VOC e ISC para amostras iluminada sob luz solar direta expostas

durante cinco minutos cada 42

Tabela 3 11 ndash Resultados das medidas de ISC e VOC das amostras do 1ordm grupo sob

iluminaccedilatildeo de lacircmpada durante 05 minutos de exposiccedilatildeo 47

Tabela 3 12 ndash Resultados para ISC e VOC sob iluminaccedilatildeo luz solar por aproximadamente

05 minutos de exposiccedilatildeo 47

Tabela 3 13 ndash Medidas realizadas para as amostras A5 A6 A7 sob iluminaccedilatildeo solar

direta durante 10 minutos 49

Tabela 3 14 ndash Medidas realizadas no dia 12052009 das amostras sob iluminaccedilatildeo solar

direta usando lentes convergentes durante 10 minutos 50



Tabela 3 16 ndash Medida dos pontos e a media medida dos filmes das camadas ativas feitos

com rotaccedilatildeo de 5000 rpm Valor apresentado para os pontos e a diferenccedila entre R e M 55

Tabela 3 17 ndash Medida dos pontos e a media dos filmes das camadas ativas feitos com

rotaccedilatildeo de 6000 rpm O valor apresentado para os pontos e a diferenccedila entre R e M 55

xiii

LISTA DE FIGURAS

Figura 2 1 ndash Estrutura quiacutemica do poliacetileno mostrando as ligaccedilotildees alternadas em

simples e duplas 6

Figura 2 2 ndash Formaccedilatildeo da estrutura do condutor poliacetileno (a) Formaccedilatildeo de bandas

distintas pela superposiccedilatildeo de N orbitais (b) aproximaccedilatildeo da banda riacutegida para um nuacutemero

grande de orbitais 7

Figura 2 3 ndash Estrutura de uma ceacutelula solar orgacircnica A camada ativa pode compreender

uma ou mais camadas semicondutoras uma mistura de materiais ou a combinaccedilatildeo destas

duas estruturas 8

Figura 2 4 ndash Representaccedilatildeo esquemaacutetica de um dispositivo fotovoltaico feito com uma

camada de poliacutemero entre dois eletrodos 8

Figura 2 5 ndash Processos envolvidos na geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica em um dispositivo

fotovoltaico orgacircnico 9

Figura 2 6 ndash Diagrama de niacuteveis de energia de um dispositivo fotovoltaico orgacircnico Sob

iluminaccedilatildeo o eleacutetron (e-) eacute jogado para o niacutevel de maior energia LUMO deixando uma

lacuna (h+) no niacutevel de menor energia HOMO (Criaccedilatildeo do eacutexciton) que seratildeo coletados

pelos eletrodos 1 funccedilatildeo trabalho do 1ordm eletrodo (transparente) 2 funccedilatildeo trabalho do

2ordm eletrodo χ eletroafinidade IP potencial de ionizaccedilatildeo e Eg energia do gap 10

Figura 2 7 ndash Diagrama esquemaacutetico do dispositivo fotovoltaico 2 poliacutemero1 no escuro

com o alinhamento dos niacuteveis de Fermi a) e sob iluminaccedilatildeo b) potencial de built-in ( Vbi)

intriacutenseco em temperatura ambiente esta proacuteximo ao valor de tensatildeo 12

Figura 2 8 ndash Curva caracteriacutestica IndashV de um dispositivo fotovoltaico orgacircnico no escuro e

sob iluminaccedilatildeo Tambeacutem eacute mostrado o ponto de corrente de curto circuito e tensatildeo de

circuito aberto O retacircngulo pintado indica o fator de preenchimento (FF) 13

Figura 2 9 ndash Representaccedilatildeo da estrutura quiacutemica do PS (C8H8)n 15

Figura 2 10 ndash Representaccedilatildeo da estrutura quiacutemica do PMMA (C5O2H8)n 16

Figura 2 11 ndash Representaccedilatildeo da cadeia principal do PEDOT [25] 17

Figura 2 12 ndash Representaccedilatildeo da estrutura quiacutemica da interaccedilatildeo entre o PEDOT e PSS [25]

17

Figura 2 13 ndash Estrutura quiacutemica do P3HT (C10H18S)n [13] 18

Figura 2 14 ndash Foto da palmeira do Buriti (Mauritia Flexuosa) conhecida como Buritizeiro

[21] 19

Figura 2 15 ndash Ilustraccedilatildeo dos frutos maduros do Buriti (a) aspecto da casca (b) polpa de

cor amarelada [21] 19

Figura 2 16 ndash Espectros de absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo UV dos filmes PS puro e PSOB [40] 20

xiv

Figura 2 17 ndash Espectros de absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo UV dos filmes PMAM puro e PMAM

OB [40] 21

Figura 3 1 ndash (a)bomba de vaacutecuo (b) compressor de ar comprimido (c) vaacutelvula de controle

e (d) spin coater 24

Figura 3 2 ndash Equipamento de spin coater instalado no laboratoacuterio LDCI vista lateral e

frontal 25

Figura 3 3 ndash Sistema de caracterizaccedilatildeo de semicondutores Keithley 2400 laboratoacuterio

LDCI 25

Figura 3 4 ndash Vista frontal do AFM marca VEECO Innova 26

Figura 3 5 ndash Amostras confeccionadas com duas lacircminas de substrato de vidro recoberto

com FTO baseada no modelo de Graumltzel 28

Figura 3 6 ndash (a) Esquema da amostra confeccionada no substrato flexiacutevel de plaacutestico

(PET) (b) foto do substrato finalizado 31

Figura 3 7 ndash Amostra feita com substrato de PET apoacutes ser submetidos agrave fonte de lacircmpada

incandescente de 100 W por 20 minutos 33

Figura 3 8 ndash (a) Esquema da amostra para substrato de vidro recoberto com FTO (b) foto

da amostra finalizada 34

Figura 3 9 ndash (a) Geometria do eletrodo de Ag confeccionado em forma de ponto e (b)

geometria do eletrodo de Ag feito em forma de trilhas 37

Figura 3 10 ndash (a) Foto da amostra (b) Estruturas das camadas dos dispositivos das novas

amostras 40

Figura 3 11 ndash Ilustraccedilatildeo do experimento realizado com uma amostra tendo o contato

desenhado com a geometria em forma de trilhas camada ativa de PS OB 47 42

Figura 3 12 ndash Ilustraccedilatildeo da polarizaccedilatildeo direta para amostras com P3HT e gota de

PEDOTPSS para medidas das curvas (IndashV) 43

Figura 3 13 ndash Curva I_V do dispositivo com camada ativa de PSOB 47 Corrente e

tensatildeo observadas 003 uA e 09 Volts respectivamente 44

Figura 3 14 ndash Curva I_V do dispositivo com camada ativa de OB puro + P3HT Corrente

e tensatildeo observadas 0013 uA e 002 Volts respectivamente 44

Figura 3 15 ndash Curva I_V do dispositivo com camada ativa de PSOB 47+P3HT

Corrente e tensatildeo observadas 0012 uA e 11 volts respectivamente 45

Figura 3 16 ndash Estruturas das camadas e do contato de Ag dos dispositivos fotovoltaicos

orgacircnicos usado para o 2 ordm grupo de amostras 49

Figura 3 17 ndash Curva IndashV para o dispositivo com camada ativa de PS puro No escuro e sob

iluminaccedilatildeo do laboratoacuterio LDCI 51

xv

Figura 3 18 ndash Curva IndashV para o dispositivo com camada ativa de PSOB 47 No escuro e

sob iluminaccedilatildeo do laboratoacuterio LDCI 52

Figura 3 19 ndash Curva IndashV para o dispositivo com camada ativa de PMAM puro No escuro

e sob iluminaccedilatildeo do laboratoacuterio LDCI 52

Figura 3 20 ndash Curva IndashV para o dispositivo com camada ativa de PMAMOB 35 No

escuro e sob iluminaccedilatildeo do laboratoacuterio LDCI 53

Figura 3 21 ndash Risco feito no filme da amostra onde a ponta do perfilocircmetro executou a

varredura 54

Figura 3 22 ndash Medindo a diferenccedila da altura entre os cursores (R - reference) e (M -

measurement) para determinar a espessura do filme 54

Figura 3 23 ndash Geometria da lacircmina de vidro apoacutes corrosatildeo do FTO 56

Figura 3 24 ndash Geometria das camadas do dispositivo 57

Figura 3 25 ndash Comparaccedilatildeo das curvas IndashV para as amostras com camada ativa de PS puro

e PS OB 47 58

Figura 3 26 ndash Comparaccedilatildeo das curvas IndashV para as amostras com camada ativa de PMAM

puro e PMAMOB 35 59

Figura 3 27 ndash Comparaccedilatildeo das curvas IndashV para as amostras com camada ativa de PSOB

47 no claro e escuro 60

Figura 3 28 ndash Comparaccedilatildeo das curvas IndashV para as amostras com camada ativa de

PMAMOB 35 no claro e escuro 60

Figura 3 29 ndash Topografia da superfiacutecie do poliacutemero PS puro obtida por AFM no modo

contato Representaccedilatildeo tridimensional Aacuterea (20 x 20) μm 62

Figura 3 30 ndash Topografia da superfiacutecie do poliacutemero PS OB 47 por AFM modo


Figura 3 31 ndash Topografia da superfiacutecie do poliacutemero PMAM puro obtida por microscopia

de forccedila atocircmica no modo contato Representaccedilatildeo tridimensional Aacuterea (20 x 20) μm 64

Figura 3 32 ndash Topografia da superfiacutecie do poliacutemero PAMAM OB 35 obtida por AFM

no modo contato Representaccedilatildeo tridimensional Aacuterea (20 x 20) μm 64

Figura 3 33 ndash Topografia da superfiacutecie do poliacutemero P3HTOB puro obtida por AFM no

modo contato Representaccedilatildeo tridimensional Aacuterea (20 x 20) μm 65

Figura 3 34 ndash Topografia da superfiacutecie do poliacutemero P3HT+PS OB 47 obtida por AFM


xvi

LISTA DE SIacuteMBOLOS NOMENCLATURA E ABREVIACcedilOtildeES

Ag ndash Prata

BC ndash Banda de conduccedilatildeo

BV ndash Banda de valecircncia

CHCL3 ndash Clorofoacutermio

C7H8 ndash Tolueno

Eg ndash Energia de gap (Energia de banda proibida)

FTO ndash Oacutexido de estanho dopado com fluacuteor termo em inglecircs Tin Oxide doped with

Fluorine

FF ndash Fator de preenchimento termo em inglecircs fill factor

GPIB ndash General Purpose Interface Bus

HOMO ndash Orbital molecular mais alto ocupado termo em inglecircs highest occupied

molecular orbital

ITO ndash Oacutexido de iacutendio estanho termo em inglecircs Indium Tin Oxide

IPCE ndash Eficiecircncia de conversatildeo de foacutetons incidentes em eleacutetrons Eficiecircncia quacircntica

externa termo em inglecircs Incident Photon Converted in Electron Efficiency

I0 ndash Intensidade de luz incidente em W m2

ISC ndash Corrente de curto circuito termo em inglecircs current short circuit

IndashV ndash Corrente versus tensatildeo aplicada

JSC ndash Densidade de fotocorrente de curto circuito termo em inglecircs photocurrent density

short circuit

LUMO ndash Orbital molecular mais baixo desocupado termo em inglecircs lowest unoccupied

molecular orbital

OB ndash Oacuteleo de Buriti

OLED ndash Diodo emissor de luz orgacircnico termo em inglecircs Organic light emitting devices

OPV ndash Ceacutelulas orgacircnicas fotovoltaicas termo em inglecircs Organic Photovoltaic

PET ndash Poli (Tereftalato de Etila)

xvii

PEDOT ndash Poli (34-etileno dioxitiofeno)

PS ndash Poliestireno

PSSndash Poli (Estireno-Sulfonato)

PMAM ndash Poli Metacrilato de Metila

P3HT ndash Poli (3-hexil tiofeno)

rpm ndash Rotaccedilatildeo por minuto

TO - Oacutexido de estanho termo em inglecircs Tin Oacutexide

Tm ndash Temperatura de fusatildeo cristalina

Tg ndash Temperatura de transiccedilatildeo viacutetrea

UV ndash Ultravioleta

VIS ndash Visiacutevel

VOC ndash Tensatildeo circuito aberto termo em inglecircs Open-circuit voltage

V bi ndash Potencial de built-in

ndash eficiecircncia de conversatildeo de potecircncia

λ ndash comprimento de onda

π ndash orbital ligante

πndash orbital antiligante

ndash Funccedilatildeo trabalho do material

Capiacutetulo I

Introduccedilatildeo

2

1 ndash INTRODUCcedilAtildeO

Atualmente um assunto muito debatido na esfera mundial eacute o problema da emissatildeo

de gases que provocam o efeito estufa Essa questatildeo relaciona-se por exemplo com o

desvio do curso de um rio para formar barragem para construccedilatildeo de hidreleacutetrica ou o uso

de carvatildeo ou diesel para o funcionamento de geradores de energia eleacutetrica todas essas

accedilotildees tecircm forte contribuiccedilatildeo para mudanccedilas no ambiente natural

Uma maneira eficaz de amenizar o impacto de tais accedilotildees sobre o meio ambiente

consiste no aproveitamento da energia solar que eacute uma fonte de energia renovaacutevel tanto

como fonte de calor quanto de luz O sol eacute responsaacutevel direta ou indiretamente pela

maioria das fontes de energia utilizadas atualmente a energia do sol eacute responsaacutevel pela

evaporaccedilatildeo a radiaccedilatildeo solar induz as circulaccedilotildees atmosfeacutericas causando ventos necessaacuterios

para a obtenccedilatildeo de energia eoacutelica [1] A energia luminosa pode ser transformada em

energia eleacutetrica por meio das ceacutelulas solares Na atualidade eacute uma das alternativas

energeacuteticas mais promissoras para enfrentar os desafios dos proacuteximos anos

Por ser uma energia captada diretamente a partir da incidecircncia dos raios solares a

energia produzida por ceacutelulas fotovoltaicas eacute uma tecnologia que natildeo emite gases

poluentes na atmosfera e natildeo produz ruiacutedos nem vibraccedilotildees durante o processo de

conversatildeo

Embora seja uma tecnologia relativamente antiga a produccedilatildeo de energia por ceacutelulas

fotovoltaicas natildeo teve ainda grande expansatildeo comercial devido ao elevado preccedilo de

implantaccedilatildeo do sistema Com a existecircncia de grupo gerador movido a diesel mais barato

haacute um maior uso desse tipo de sistemas em lugares que natildeo satildeo atendidos pela rede de

energia puacuteblica [23]

Tendo em vista esse cenaacuterio soacutecio econocircmico e tambeacutem ambiental existe a

necessidade de se buscar novas tecnologias para a produccedilatildeo de ceacutelulas fotovoltaicas a

custos mais acessiacuteveis viabilizando assim sua execuccedilatildeo tendo em vista que a energia solar

eacute importante na preservaccedilatildeo do meio ambiente por apresentar vantagens sobre as outras

formas de obtenccedilatildeo de energia [4] Para cada metro quadrado de coletor solar instalado

evita-se a inundaccedilatildeo de cinquumlenta e seis metros quadrados de terras feacuterteis para a

construccedilatildeo de novas usinas hidreleacutetricas

A energia solar fotovoltaica eacute a energia da conversatildeo direta da luz em eletricidade

(Efeito Fotovoltaico) que consiste no aparecimento de uma diferenccedila de potencial nos

3

extremos de uma estrutura de material semicondutor produzido pela absorccedilatildeo da luz A

ceacutelula fotovoltaica eacute a unidade fundamental no processo de conversatildeo [5]

As ceacutelulas solares orgacircnicas necessitam de muito menos energia para serem

fabricadas que as de siliacutecio convencional ie o consumo de energia gasto para fabricaccedilatildeo

de uma ceacutelula solar orgacircnica eacute muito pequeno de forma que a energia por ela gerada seraacute

muito maior do que a gasta para a sua fabricaccedilatildeo A ceacutelula solar de siliacutecio possui um

processo de fabricaccedilatildeo com preccedilos elevados inviabilizando sua fabricaccedilatildeo em larga escala

devido aos gastos elevados de energia em sua produccedilatildeo O impacto final no balanccedilo de

energia natildeo eacute positivo ou seja se gasta muito mais energia para produzir a ceacutelula que a

energia que ela eacute capaz de gerar em curto prazo

A partir de uma reflexatildeo sobre este cenaacuterio observou-se que semicondutores

orgacircnicos baseados em pequenas moleacuteculas conjugadas e poliacutemeros oferecem a

oportunidade de produzir dispositivos com larga aacuterea e baixo custo sobre substratos

plaacutesticos flexiacuteveis [67] Nesse campo as misturas de poliacutemeros (blendas polimeacutericas) ou a

aditivaccedilatildeo de poliacutemeros produzem resultados interessantes Um exemplo eacute o poliestireno

(PS) e o poli-metacrilato de metila (PMAM) misturado com oacuteleo de buriti (Mauritia

flexuosa) o material modificado tem alta absorccedilatildeo entre 250 nm a 700 nm com o maacuteximo

em 320 nm [8] Isto o torna um candidato promissor para os estudos fotovoltaicos A partir

da descoberta dos poliacutemeros condutores e suas propriedades as investigaccedilotildees sobre a

possibilidade de empregaacute-los como mateacuteria prima na construccedilatildeo de dispositivos

fotovoltaicos foram intensificadas

Com base nessas observaccedilotildees optou-se por investigar misturas de PS e PMAM

com oacuteleo de buriti a fim de construir e caracterizar dispositivos fotovoltaicos orgacircnicos

Tais dispositivos podem ser construiacutedos sobre substratos plaacutesticos e em temperatura

ambiente desta forma sendo flexiacuteveis e com baixo custo [9] Entre os diversos materiais

potencialmente interessantes para esse fim encontra-se tambeacutem o Poli (3-hexiltiofeno)

(P3HT) Com base em vaacuterias referecircncias [1011] sobre o uso do P3HT misturado com

nanopartiacuteculas e com C60 (Fulereno) resolveu-se testar a mistura P3HT com oacuteleo de Buriti

Este trabalho consiste no estudo para o desenvolvimento e caracterizaccedilatildeo de

dispositivos fotovoltaicos orgacircnicos baseados no oacuteleo de buriti que apresenta propriedades

oacutepticas de absorccedilatildeo misturado com poliacutemeros isolantes (PS e PMAM) e com o poliacutemero

semicondutor P3HT

4

11 ndash OBJETIVO GERAL

O objetivo do presente trabalho eacute o desenvolvimento e a caracterizaccedilatildeo de

dispositivos fotovoltaicos orgacircnicos a partir de poliacutemero semicondutor ou de poliacutemeros

isolantes modificados pelo oacuteleo de buriti

12 ndash OBJETIVOS ESPECIacuteFICOS E ORGANIZACcedilAtildeO DO ESTUDO

1 Fazer deposiccedilatildeo de filmes finos de blendas polimeacutericas a partir de

mistura de poliacutemeros isolantes PS e PMAM e do poliacutemero

semicondutor P3HT com oacuteleo de buriti

2 Montagem dos dispositivos em substratos de vidro e de plaacutestico

3 Caracterizaccedilatildeo eleacutetrica dos dispositivos desenvolvidos atraveacutes de

medidas diretas sob iluminaccedilatildeo de lacircmpadas e luz solar direta

Medidas das curvas IndashV no escuro e com iluminaccedilatildeo do laboratoacuterio

4 Caracterizaccedilatildeo morfoloacutegica dos filmes depositados por spin coater

Medir as espessuras dos filmes e aacuterea ativa

Ao longo desta pesquisa seraacute mostrada a confecccedilatildeo dos dispositivos que

apresentaram algum comportamento fotovoltaico ou aqueles que tiveram resultados

interessantes Vaacuterias tentativas foram feitas a fim de buscar aquelas que apresentassem

resultados e comportamento satisfatoacuterio para um dispositivo fotovoltaico orgacircnico

Este trabalho foi dividido em quatro capiacutetulos No capiacutetulo dois seraacute feita uma

revisatildeo de alguns conceitos importantes sobre dispositivos orgacircnicos materiais utilizados

e equipamentos de caracterizaccedilatildeo No capiacutetulo trecircs seratildeo descritos os procedimentos

experimentais e resultados os quais seratildeo subdivididos em dados experimentais I II e III e

em alguns casos subdivididos em etapas Seratildeo abordadas as teacutecnicas utilizadas nas

construccedilotildees e caracterizaccedilotildees dos dispositivos No capiacutetulo quatro seratildeo apresentadas as

conclusotildees e recomendaccedilotildees para trabalhos futuros

5

Capiacutetulo II

Conceitos Baacutesicos

6

2 ndash CONCEITOS BAacuteSICOS

21 ndash POLIacuteMEROS CONDUTORES

O termo poliacutemero eacute usado para designar macromoleacuteculas formadas pela repeticcedilatildeo

de unidades chamadas de monocircmeros Alguns poliacutemeros ocorrem naturalmente outros satildeo

sintetizados Os poliacutemeros sinteacuteticos tiveram seu grande desenvolvimento no iniacutecio do

seacuteculo 20 poreacutem a grande maioria dos poliacutemeros desenvolvidos nessa eacutepoca era isolante

Na deacutecada de 50 surgiram os primeiros poliacutemeros condutores extriacutensecos que eram

poliacutemeros isolantes incorporados com materiais portadores de cargas eleacutetricas

Nos anos 70 a equipe de Hideki Shirakawa et al [12] do instituto de Tecnologia de

Toacutequio produziu um filme de poliacetileno ([CH]n) de coloraccedilatildeo prateada e que conduzia

corrente depois Shirakawa produziu um outro filme condutor de poliacetileno de

coloraccedilatildeo dourada e com maior condutividade apoacutes dopagem com iodo Apoacutes as primeiras

descobertas vaacuterios outros poliacutemeros condutores foram desenvolvidos A descoberta das

propriedades eleacutetricas do poliacetileno laureou Heeger McDiarmid e Shirakwa com o

precircmio Nobel de quiacutemica em 2000 [12]

Os poliacutemeros condutores tambeacutem satildeo chamados de metais sinteacuteticos por possuiacuterem

propriedades eleacutetricas oacutepticas e magneacuteticas semelhantes aos metais e semicondutores

Os semicondutores orgacircnicos satildeo poliacutemeros cuja estrutura principal eacute composta por

carbono Satildeo semicondutores porque possuem ligaccedilotildees simples e duplas alternadas A

figura 21 mostra a estrutura quiacutemica do condutor orgacircnico poliacetileno cuja estrutura eacute a

mais simples

A sobreposiccedilatildeo de dois niacuteveis eletrocircnicos (orbitais) cria separaccedilotildees nos niacuteveis de

energia formando um orbital ligante (π) e um antiligante (π) que podem ser chamados de

banda de valecircncia e banda de conduccedilatildeo respectivamente Os orbitais podem ser

classificados de duas formas orbital molecular mais baixo desocupado (LUMO) e orbital

molecular mais alto ocupado (HOMO)


simples e duplas

7

Semelhante aos semicondutores inorgacircnicos os semicondutores orgacircnicos possuem

dois eleacutetrons em cada niacutevel de energia com spin oposto formando ao longo da cadeia os

orbitais π e π com banda similar aos inorgacircnicos [13] Na figura 22 o orbital π

corresponde agrave banda de valecircncia (BV) e o orbital π a banda de conduccedilatildeo (BC)

Em temperatura de 0K todos os estados eletrocircnicos da banda BV estatildeo ocupados

enquanto que os da BC estatildeo desocupados O espaccedilo entre a BC (LUMO) e BV (HOMO) eacute

chamado de Energia de banda proibida (Eg)



grande de orbitais

22 ndash DISPOSITIVOS FOTOVOLTAICOS ORGAcircNICOS

Os dispositivos fotovoltaicos transformam energia luminosa em energia eleacutetrica

Satildeo divididos em duas classes de acordo com a aplicaccedilatildeo tecnoloacutegica Detectores de luz

como os fotodetectores e fotocondutores e ceacutelulas solares que convertem luz em energia

eleacutetrica [14 15] A conversatildeo da luz solar em energia eleacutetrica nas ceacutelulas solares depende

da geraccedilatildeo de cargas positivas e negativas e da captura das mesmas pelos eletrodos antes

das recombinaccedilotildees dos pares eleacutetrons ndash lacunas

O dispositivo fotovoltaico orgacircnico eacute composto de uma camada ativa

ensanduichada entre dois eletrodos com diferentes funccedilotildees trabalho Para melhor captaccedilatildeo

da luz um dos eletrodos tem que ser transparente Os materiais mais usados como eletrodo

8

transparente satildeo o oacutexido de estanho (TO) o oacutexido de estanho iacutendio (ITO) e oacutexido de

estanho dopado com fluacuteor (FTO) [14] O outro eletrodo pode ser feito de alumiacutenio caacutelcio

ouro prata cobre etc A figura 23 mostra o esquema de um dispositivo fotovoltaico

orgacircnico (ceacutelula solar orgacircnica)



duas estruturas

Quando a camada ativa eacute iluminada por alguma fonte de luz atraveacutes do eletrodo

transparente a energia luminosa eacute transferida aos eleacutetrons que estatildeo no niacutevel HOMO Os

eleacutetrons absorvem a energia do foacuteton e satildeo promovidos para o niacutevel LUMO criando assim

uma lacuna no niacutevel HOMO O eacutexciton eacute definido como o par eleacutetron-lacuna ligado pela

atraccedilatildeo Coulombiana e eacute chamado de ―eacutexciton Wannier ―[16]

A figura 24 mostra a seccedilatildeo transversal de um dispositivo fabricado da maneira

mais simples contendo uma camada de poliacutemero entre dois eletrodos A aacuterea ativa eacute a

parte da sobreposiccedilatildeo do filme da camada ativa com o filme do eletrodo de contato de

prata Um dos eletrodos deve ser transparente agrave entrada de luz neste caso o FTO


camada de poliacutemero entre dois eletrodos

9

O processo de geraccedilatildeo de fotocorrente em dispositivos orgacircnicos fotovoltaicos

segue os seguintes passos mostrados na figura 25


fotovoltaico orgacircnico

Apesar dos poliacutemeros conjugados apresentarem alto coeficiente de absorccedilatildeo em

torno de 105 cm

-1 somente parte da luz eacute absorvida e seraacute convertida em pares eleacutetrons-

lacunas Esses pares eleacutetrons - lacunas contribuiratildeo para a fotocorrente a qual ainda

depende da espessura da camada ativa polimeacuterica

O comprimento de difusatildeo de um eacutexciton em poliacutemeros conjugados eacute cerca de 10

nm devido a isso a espessura da camada ativa possui influecircncia direta sobre o

funcionamento do dispositivo Dispositivo com camada ativa muito espessa apresenta

resistecircncia agrave movimentaccedilatildeo dos portadores de cargas impedindo que as cargas positivas e

negativas sejam coletadas em seus respectivos eletrodos

Para ter um dispositivo com bom desempenho deve se construir camada ativa na

ordem de dezenas de nanocircmetros Os eacutexcitons devem ser criados nas proximidades das

interfaces do metalcamada ativa (regiatildeo ativa mostrado na figura 24) onde possa existir

maior efeito de alto campo eleacutetrico favorecendo assim a dissociaccedilatildeo dos eacutexcitons [17]

Para haver uma diferenccedila de potencial eacute necessaacuterio que os portadores sejam

coletados pelos respectivos eletrodos antes de se recombinarem A dissociaccedilatildeo do eacutexciton

ocorre em regiatildeo de alto campo eleacutetrico geralmente na interface metal-poliacutemero A figura

26 mostra um diagrama de energia para o dispositivo fotovoltaico orgacircnico sob

iluminaccedilatildeo

10





2ordm eletrodo χ eletroafinidade IP potencial de ionizaccedilatildeo e Eg energia do gap

23 ndash CARACTERIZACcedilAtildeO DO DISPOSITIVO FOTOVOLTAICO

Para fazer comparaccedilotildees e caracterizar os dispositivos alguns paracircmetros satildeo

importantes para determinar a eficiecircncia entre os diferentes tipos de camada ativa dos

dispositivos Por meio do espectro dinacircmico ou resposta espectral teremos a eficiecircncia

quacircntica externa (IPCE) Para obterem-se os valores de tensatildeo circuito abeto (VOC)

corrente de curto circuito (ISC) fator de preenchimento (FF) e eficiecircncia de conversatildeo de

potecircncia () foram usados os valores retirados das curvas caracteriacutesticas I ndashV no escuro e

sob iluminaccedilatildeo [18]

231ndash Eficiecircncia quacircntica externa (IPCE)

Para se obter a resposta espectral ou espectro dinacircmico a amostra eacute submetida a

um feixe de luz monocromaacutetica de vaacuterios comprimentos de onda sem a aplicaccedilatildeo de

11

tensatildeo A eficiecircncia quacircntica externa eacute a razatildeo entre a densidade de fotocorrente de curto

circuito (JSC) medida e a intensidade de luz monocromaacutetica que incide sobre a amostra

conforme mostra a equaccedilatildeo 21

IPCE()=

(21)

Onde

JSC eacute a densidade de fotocorrente de curto circuito dada em microAcm2

λ eacute o comprimento de onda em nm

I0 eacute a intensidade de luz incidente em W m2

1024 eacute o fator de conversatildeo de energia em comprimento de onda [18]

Portanto o IPCE eacute um valor de medida de eficiecircncia para os dispositivos

fotovoltaicos

232 ndash Tensatildeo de circuito aberto (VOC) e Corrente de curto circuito (ISC)

Quando os materiais orgacircnicos das camadas ativas satildeo colocados em contato com o

eletrodo inorgacircnico existe um balanceamento de cargas entre os materiais de diferentes

funccedilotildees trabalhos ateacute que o equiliacutebrio seja atingido Nesta situaccedilatildeo haacute um nivelamento dos

niacuteveis de energia de Fermi dos materiais e um campo eleacutetrico intriacutenseco eacute criado na

interface do dispositivo

Em um dispositivo sob iluminaccedilatildeo depois da dissociaccedilatildeo dos eacutexcitons as cargas

satildeo transportadas para os eletrodos pelo campo eleacutetrico intriacutenseco que iraacute aumentar a

energia do eletrodo de menor funccedilatildeo trabalho (1) e diminuir a energia de Fermi do

eletrodo de maior funccedilatildeo trabalho (2) quase atingindo a condiccedilatildeo de banda plana

criando uma diferenccedila de potencial definida como tensatildeo de circuito aberto VOC

A figura 27 mostra o diagrama esquemaacutetico de um dispositivo fotovoltaico A

tensatildeo de circuito aberto VOC pode ser obtida da curva caracteriacutestica IndashV de um dispositivo

sob iluminaccedilatildeo quando a corrente eacute zero

12



intriacutenseco em temperatura ambiente esta proacuteximo ao valor de tensatildeo

Em temperaturas baixas a iluminaccedilatildeo poderaacute trazer a condiccedilatildeo de banda plana e a

tensatildeo de circuito aberto VOC seraacute igual ao potencial de built in (Vbi) Este potencial eacute

definido como a diferenccedila de funccedilatildeo trabalho entre os eletrodos em temperatura ambiente

pois a condiccedilatildeo de banda plana natildeo eacute totalmente atingida e uma pequena correccedilatildeo deve ser

adicionada ao VOC para obter o Vbi [14]

O valor da corrente eleacutetrica maacutexima que atravessa o dispositivo quando iluminado

sem nenhuma tensatildeo aplicada eacute chamado de corrente de curto circuito (ISC)

Para definir a densidade de fotocorrente (JSC) utiliza-se o valor de ISC dividido pela

aacuterea ativa do dispositivo

233 ndash Curva caracteriacutestica IndashV

Atraveacutes da curva IndashV temos a resposta eleacutetrica do dispositivo fotovoltaico A figura

28 mostra a curva caracteriacutestica IndashV no escuro e sob iluminaccedilatildeo de um dispositivo ideal

fotovoltaico No escuro a curva de resposta eacute semelhante agrave de um diodo retificador quando

a corrente soacute aparece para a tensatildeo direta Sob iluminaccedilatildeo a curva de ISC desce para o

terceiro e quarto quadrante Na polarizaccedilatildeo direta o eletrodo de maior funccedilatildeo trabalho eacute

polarizado positivamente e o de menor funccedilatildeo trabalho eacute polarizado negativamente

[1819]

13



circuito aberto O retacircngulo pintado indica o fator de preenchimento (FF)

234 ndash Fator de preenchimento (FF) e Conversatildeo de Potencia ()

A quantidade maacutexima de energia eleacutetrica extraiacuteda do dispositivo fotovoltaico eacute

determinada pelo fator de preenchimento (FF) ou seja eacute a razatildeo entre a potecircncia maacutexima

fornecida pelo dispositivo fotovoltaico e a potecircncia nominal do mesmo Na figura 8 o fator

de preenchimento eacute representado pela razatildeo entre as aacutereas do retacircngulo cinza (representa a

potecircncia maacutexima que o dispositivo fornece) pela aacuterea do retacircngulo azul (representa a

potecircncia nominal) Assim a equaccedilatildeo 22 mostra a relaccedilatildeo matemaacutetica para a obtenccedilatildeo do

FF

(22)

Onde Vm e Im satildeo as intersecccedilotildees da curva IndashV com a potecircncia maacutexima do

retacircngulo

14

Para aplicaccedilatildeo de um dispositivo fotovoltaico como ceacutelulas solares um dos focos

de interesse eacute a potecircncia eleacutetrica extraiacuteda que eacute determinada pela eficiecircncia de conversatildeo

de potecircncia () Para encontrar este valor divide-se o valor da potecircncia maacutexima gerada

pela ceacutelula (P) pela potecircncia da luz incidente (Pin) A expressatildeo para o caacutelculo de eacute

mostrada na equaccedilatildeo 23

=

(23)

Onde I0 eacute a intensidade de luz incidente sobre a ceacutelula solar Usando a equaccedilatildeo 22

para calculara o FF temos a equaccedilatildeo 24

(24)

24 ndash POLIacuteMEROS UTILIZADOS

Os poliacutemeros sinteacuteticos satildeo produtos quiacutemicos obtidos sinteticamente que

apresentam cadeias longas e dentre eles podemos encontrar materiais importantes para o

uso em engenharia

As propriedades dos poliacutemeros dependem muito do tipo de monocircmero que o

originaram Outros fatores que influenciam suas propriedades satildeo o tipo de reaccedilatildeo

empregada para sua obtenccedilatildeo e a teacutecnica de preparaccedilatildeo Podemos citar trecircs tipos de reaccedilotildees

a partir das quais se podem produzir um poliacutemero a poliadiccedilatildeo policondensaccedilatildeo e a

modificaccedilatildeo quiacutemica de outro poliacutemero [20]

241 ndash Polistireno (PS)

O PS eacute uma resina termoplaacutestica foi descoberto em 1831 Apesar de ter sido

proposto para uso logo apoacutes sua descoberta demorou a ser colocado no comeacutercio Isto

ocorreu porque a polimerizaccedilatildeo do monocircmero natildeo era controlada e ocorria muito

rapidamente dificultando o carregamento e a estocagem dos monocircmeros A representaccedilatildeo

da estrutura quiacutemica do PS pode ser vista na figura 29 [21]

15

Figura 2 9 ndash Representaccedilatildeo da estrutura quiacutemica do PS (C8H8)n

O PS eacute um dos plaacutesticos mais utilizados no Brasil cuja aplicaccedilatildeo pode se estender a

diversos tipos de utensiacutelios para uso domeacutesticos Em uso na fabricaccedilatildeo de objetos tais

como brinquedos escovas embalagens riacutegidas para cosmeacuteticos no isolamento ao frio na

embalagem de equipamentos em pranchas flutuantes em paineacuteis para a induacutestria

automobiliacutestica e produtos para a induacutestria de eletro-eletrocircnico etc

Suas caracteriacutesticas marcantes satildeo rigidez semelhante ao vidro alta resistecircncia

quiacutemica baixa resistecircncia a solventes orgacircnicos baixa resistecircncia a intempeacuteries boa

condiccedilatildeo de isolamento teacutermico e eleacutetrico relevante sensibilidade agrave luz incolor e

transparente [21] Frente ao calor eacute classificado como termoplaacutestico de uso geral Trata-se

de um poliacutemero de baixo custo e de faacutecil aquisiccedilatildeo No Brasil os principais fabricantes satildeo

a BASF do Brasil que produz o PS com o nome comercial de Plystirol e a Monsanto do

Brasil que o fabrica com o nome comercial de Lustrex Possui temperatura de fusatildeo

cristalina (Tm) 235 degC e temperatura de transiccedilatildeo viacutetrea (Tg) de 100 degC [20]

242 ndash Poli metacrilato de metila (PMAM)

Eacute um poliacutemero amorfo linear sua siacutentese eacute por adiccedilatildeo e requer um centro ativo

como iniciador Possui caracteriacutesticas oacutepticas e mecacircnicas resistentes aos aacutecidos orgacircnicos

[21 22] A representaccedilatildeo da estrutura quiacutemica pode ser vista na figura 210

16

Figura 2 10 ndash Representaccedilatildeo da estrutura quiacutemica do PMMA (C5O2H8)n

Tambeacutem conhecido como plaacutestico acriacutelico esse termoplaacutestico eacute um poliacutemero

sinteacutetico de origem petroquiacutemica assim como o PS cujas principais caracteriacutesticas satildeo

transparecircncia boa resistecircncia quiacutemica resistente a impactos e a intempeacuteries

Eacute um poliacutemero considerado de baixo custo e de faacutecil aquisiccedilatildeo No Brasil

destacam-se como fabricantes a CP Bahia e a Rohm amp Haas que produzem

respectivamente o Acrigel e o Acryloid

O PMAM eacute usado em placas para sinalizaccedilatildeo de traacutefego em estradas nas induacutestrias

automobiliacutesticas de aviaccedilatildeo e na construccedilatildeo civil Eacute vastamente empregado na fabricaccedilatildeo

de fibras oacutepticas e em eletro-eletrocircnicos aleacutem disso o PMAM tem sido utilizado na

ortopedia desde sua siacutentese Pesquisa na aacuterea da eletrocircnica orgacircnica estaacute sendo

desenvolvida [2223] e tambeacutem na aacuterea da medicina como na esteacutetica e em outras

aplicaccedilotildees na aacuterea da sauacutede [2425]

Possui temperatura de fusatildeo cristalina (Tm) 160 degC e temperatura de transiccedilatildeo viacutetrea

(Tg) de 105 degC[20]

243 ndash Poli(34-Etileno Dioxitiofeno)Poli(Estireno-Sulfonato) (PEDOTPSS)

As pesquisas sobre poliacutemeros condutores tecircm atraiacutedo cientistas e grandes empresas

Ao longo desta deacutecada grandes descobertas foram realizadas em relaccedilatildeo aos poliacutemeros

condutores [26]

Cientistas da Bayer AG [27 28] contribuiacuteram para o desenvolvimento do Poli (34-

etileno dioxitiofeno) (PEDOT) que apresenta propriedades e caracteriacutesticas interessantes

mesmo em seu estado dopado A cadeia principal estaacute representada na figura 211

17

Figura 2 11 ndash Representaccedilatildeo da cadeia principal do PEDOT [28]

O PEDOT possui alta condutividade contudo natildeo eacute soluacutevel em aacutegua Para tornaacute-lo

soluacutevel foi adicionado o poli (estireno sulfonado) (PSS) assim as altas taxas de

condutividade foram perdidas no processo de dopagem Apesar disto a combinaccedilatildeo do

PEDOTPSS ilustrado na figura 212 resultou em um poliacutemero com caracteriacutesticas e

condiccedilotildees favoraacuteveis tornando simples a deposiccedilatildeo dos filmes

O PEDOTPSS eacute apresentado em soluccedilatildeo azul escuro e possui condutividade

maacutexima de 10 S cm (depende da espessura e do processo de confecccedilatildeo do filme) Mostra

alta taxa de absorccedilatildeo luminosa entre 900 nm e 2000 nm [28]


O PEDOTPSS eacute um exemplo de poliacutemero condutor comercial que atraiu usuaacuterios e

pesquisadores em vaacuterios paiacuteses Atualmente existem vaacuterios estudos de dispositivos

orgacircnicos para aplicaccedilotildees em ceacutelulas solares que utilizam o PEDOTPSS [30-32] Seu uso

18

em pesquisas se estende a outros dispositivos orgacircnicos como OLEDs sensores

transistores etc [32 33]

244 ndash Poli (3-hexiltiofeno) (P3HT)

O P3HT eacute um poliacutemero sinteacutetico semicondutor tipo p fabricado e comercializado

pela Aldrichreg possui alto peso molecular Sua estrutura com grades reacutegio-regulares

favorece os estudos para aplicaccedilotildees em ceacutelulas fotovoltaicas orgacircnicas (OPV) Possui

propriedades fotoluminescentes na faixa de comprimento de onda 450 nm e 575 nm [34]

Tambeacutem pode ser combinado com outro tipo de poliacutemeros para aplicaccedilotildees em ceacutelulas

solares [35-37] O transporte de cargas majoritaacuterio eacute de lacunas

A Soluccedilatildeo do P3HT pode ser solubilizada em clorofoacutermio (CHCL3) Aleacutem deste

solvente o P3HT pode ser diluiacutedo em tolueno (C7H8) tri-cloro-benzeno cloro-benzeno e

xyleno soluacutevel A estrutura quiacutemica pode ser vista na figura 213

Figura 2 13 ndash Estrutura quiacutemica do P3HT (C10H18S)n

245 ndash Oacuteleo de Buriti (Mauritia Flexuosa L) ndash OB

A palmeira do buriti (Mauritia flexuosa L) aparece em regiotildees de vaacuterzea e brejo e eacute

comumente encontrada na regiatildeo da Amazocircnia A figura 214 ilustra a foto da palmeira do

buritizeiro Tanto as palmeiras como os frutos satildeo muito utilizados pelas pessoas que

moram nas regiotildees ribeirinhas por exemplo para fazer coberturas de casas com as folhas

ou para extrair a polpa dos frutos para o uso na alimentaccedilatildeo

19


[21]

A palmeira do buritizeiro costuma ter altura de ateacute cinquumlenta metros A meacutedia de

frutos colhidos em todos os cachos varia de quinhentos a oitocentos frutos O fruto do

buriti apresenta forma arredondada e eliacuteptica mede aproximadamente de quatro a seis

centiacutemetros de diacircmetro com peso variando entre vinte e cinco a quarenta gramas A

figura 215 ilustra o fruto do buritizeiro tambeacutem pode ser observada a cor amarelada da

polpa


cor amarelada [21]

Estudos desenvolvidos por Moreira et al [38- 40] mostram propriedades oacutepticas de

absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica na faixa do ultravioleta e do visiacutevel solar (UV-VIS)

20

Duratildees et al [39] estudando as soluccedilotildees do OB diluiacuteda em clorofoacutermio observaram

grau de absorccedilatildeo de radiaccedilatildeo UV-VIS na faixa de 245 248 e 276 nm Tambeacutem foram

avaliadas a incorporaccedilatildeo do OB em matrizes de PMAM e PS que apresentaram niacuteveis de

absorccedilatildeo em comprimentos de onda maiores do que 276 nm

A figura 216 mostra os espectros de absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo ultravioleta (UV) dos

filmes de PS e PS com OB nas proporccedilotildees estudadas Observa-se nesses espectros que o

filme de PS sem o OB apresenta absorccedilatildeo insignificante nessa regiatildeo do espectro

eletromagneacutetico Esse material mostra uma pequena banda de absorccedilatildeo entre 250 nm Nos

espectros do material polimeacuterico misturado com OB percebe-se um aumento da absorccedilatildeo

da radiaccedilatildeo como consequumlecircncia do aumento do teor de OB nas amostras Esta absorccedilatildeo eacute

indicada por uma banda larga e intensa entre 275 nm e 375 nm que se desloca para

comprimentos de onda maiores agrave medida que a concentraccedilatildeo do oacuteleo aumenta nos

materiais compostos [40]

Figura 2 16 ndash Espectros de absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo UV dos filmes PS puro e PSOB [40]

A figura 217 mostra os espectros de absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo UV dos filmes de

PMAM puro e PMAM OB nas proporccedilotildees estudadas O estudo de espectroscopia por

absorccedilatildeo na regiatildeo do UV mostrou que o OB proporcionou uma elevaccedilatildeo de ateacute 400 na

absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo pelo PMAM misturado com OB Este aumento ocorreu regularmente

21

com o teor do dopante exceto para o material com maior percentual do oacuteleo onde

provavelmente a sua maior quantidade tenha dificultado a incorporaccedilatildeo no PMAM

Como consequumlecircncia da incorporaccedilatildeo do OB na matriz de PMAM foi observada

uma banda larga de absorccedilatildeo entre 260 nm e 380 nm que sofreu deslocamento para

comprimentos de onda maiores acompanhando o aumento no teor de oacuteleo das amostras

Nota-se portanto que o comportamento das amostras de PMAM OB eacute semelhante ao dos

materiais PS OB com exceccedilatildeo da inversatildeo de absorccedilatildeo dos filmes feitos com percentuais

do OB de 3455 e 4681 nos filmes de PMAM


OB [40]

22

Capiacutetulo III

Procedimentos Experimentais e

Resultados

23

3 ndash PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS E RESULTADOS

31 ndash MATERIAIS

Escolheu-se trabalhar com substrato de vidro por que eacute transparente fornece

sustentaccedilatildeo mecacircnica natildeo se degrada com o calor permite a entrada de luz no dispositivo

e possui uma camada condutora com resistecircncia relativamente baixa As resistecircncias das

lacircminas foram medidas com multiacutemetro digital comum e apresentaram um valor em torno

de 41-70 Ω A resistecircncia desses substratos muda de acordo com o processo de

deposiccedilatildeo dos filmes de FTO [41 42] Tambeacutem foram usados substratos flexiacuteveis de

plaacutestico (PET) no tamanho de 2 cm x 3 cm

Os poliacutemeros condutores usados foram o PEDOTPSS e o P3HT Usou-se o PEDOT

PSS para fazer um dos eletrodos O P3HT foi usado misturado com o oacuteleo de buriti para

fazer um tipo de camada ativa Trabalhou-se com misturas de poliacutemeros isolantes PS e

PMAM com OB preparadas no Laboratoacuterio de Poliacutemeros do Instituto de Quiacutemica da UnB

Usou-se misturas com concentraccedilotildees de 8 e 47 de OB na matriz de PS e misturas com

35 de OB na matriz de PMAM conforme descrito por JR Duratildees em [40]

Para fazer o eletrodo superior usou-se a tinta condutora de prata marca INK

SILVER (tinta 100 prata) com pureza da prata 99 e tamanho da partiacutecula de prata 05

a 70 m dissolvidas em solvente e um verniz de alta aderecircncia (NOS002) Em algumas

amostras usou-se tambeacutem o grafite de um laacutepis HB

32 ndash EQUIPAMENTOS UTILIZADOS

321 ndash Multiacutemetros

Para fazer as medidas eleacutetricas diretas de ISC empregou-se o uso do multiacutemetro

analoacutegico ET-3021 porque possuiacutea escala de ateacute micro ampeacutere Para as medidas diretas de

resistecircncia seacuterie e de VOC usou-se o multiacutemetro digital modelo ET-2042C

322 ndash Spin coater

Os filmes finos foram preparados utilizando um conjunto de equipamento que

compotildee o spin coater (Laureal modelo WS- 400B-6NPPLITE) do Laboratoacuterio de

Dispositivo e Circuitos Integrados da UnB (LDCI) mostrado na figura 31

24

Figura 3 1 ndash (a)bomba de vaacutecuo (b) compressor de ar comprimido (c) vaacutelvula de

controle e (d) spin coater

O equipamento de spin coater consiste em um conjunto composto de bomba de

vaacutecuo compressor de ar comprimido regulador de pressatildeo e o spin coater que possui

compartimento feito de teflon Acoplado ao spin coater haacute um display de cristal liquido

(LCD) para visualizaccedilatildeo dos programas realizados

Tem-se ateacute 20 programas de processamentos (A ateacute T) contendo ateacute 51 etapas cada

um que podem ser armazenados definitivamente na memoacuteria caso haja possibilidade de

modificar o programa posteriormente Cada etapa do programa inclui tempo total de

duraccedilatildeo da deposiccedilatildeo velocidade de rotaccedilatildeo do substrato em rpm e

aceleraccedilatildeodesaceleraccedilatildeo Satildeo possiacuteveis rotaccedilotildees de ateacute 11000 rpm

Na figura 32 haacute uma foto mostrando a lateral e parte da frente do compartimento

onde o substrato eacute colocado no momento da centrifugaccedilatildeo Ao lado do spin coater pode ser

visualizado o display de LCD programaacutevel acoplado

25


frontal

323 ndash Sistema de caracterizaccedilatildeo de semicondutores (Curva IndashV)

As curvas IndashV das amostras foram obtidas com um sistema de caracterizaccedilatildeo de

semicondutores Keithley modelo 2400 mostrado na figura 33 o qual permite aplicar

tensotildees entre 1 μV e 1100 V e medir a corrente entre 10 pA e 105 A


LDCI

26

Todo o processo de medidas eacute controlado atraveacutes de um microcomputador que eacute

conectado aos equipamentos atraveacutes de uma interface paralela (General Purpose Interface

Bus (GPIB) que controla os equipamentos coleta e armazena os dados O programa usado

para este fim eacute o software LABVIEW 61

324 ndash Microscopia de Forccedila Atocircmica (AFM)

A caracterizaccedilatildeo morfoloacutegica dos filmes das camadas ativas foi obtida em um

equipamento de medidas de microscopia de forccedila atocircmica AFM marca VEECO DInnova

(figura 34) com ponteira de nitrato de siliacutecio (forma em V) com constante de mola de

058 Nm Todas as imagens foram obtidas em modo contato (512 x 512 pixel) e taxa de

varredura de 1 Hz

Figura 3 4 ndash Vista frontal do AFM marca VEECO Innova

27

Os filmes caracterizados por AFM consistiram em camadas ativas feitas com

soluccedilotildees de PS puro PSOB 47 PMAM puro PMAMOB 35 P3HTOB puro e

P3HT PS OB 47 depositadas sobre substrato de vidro recoberto com FTO por spin

coating e com rotaccedilatildeo de 7000 rpm por 40 segundos

33 ndash DADOS EXPERIMENTAIS E RESULTADOS I

331 ndash Experimentos Etapa 1

Nesta etapa utilizou-se a metodologia adaptada a partir da descriccedilatildeo da montagem da

ceacutelula solar de Graumltzel [43] Essa ceacutelula eacute tambeacutem conhecida como ceacutelula solar de corante

Nessa ceacutelula a geraccedilatildeo de energia eacute produzida por um efeito eletroquiacutemico [44] Para cada

amostra foram usadas duas lacircminas de vidro tamanho 1 cm x 25 cm recoberto com FTO

Os substratos foram utilizados conforme retirados das embalagens ou seja natildeo passaram

por nenhum tipo de limpeza

3311 ndash Procedimentos para preparaccedilatildeo dos eletrodos

Para um dos eletrodos usou-se o grafite que foi obtido a partir de um laacutepis para

desenho HB No lado do substrato contendo o FTO pintou-se a lacircmina com o laacutepis Para o

outro eletrodo foi usado uma soluccedilatildeo PEDOT PSS As amostras foram confeccionadas

manualmente e as deposiccedilotildees foram feitas com pincel comum A soluccedilatildeo de PEDOT PSS

ficou agitando durante 2 horas antes da deposiccedilatildeo sobre o substrato a fim de obter-se uma

soluccedilatildeo mais homogecircnea Devido o filme de PEDOTPSS ser espesso o processo de

secagem a temperatura ambiente foi demorado Assim apoacutes a pintura se fez necessaacuterio a

secagem das amostras na estufa durante 8 horas a 80 ordmC e para concluir o processo

ficaram em temperatura ambiente por mais 24 horas

3312 ndash Procedimentos para preparaccedilatildeo da camada ativa

Antes de fazer a deposiccedilatildeo do filme da camada ativa de PSOB 8 a mistura foi

agitada durante 30 minutos com intuito de obter-se uma dissoluccedilatildeo completa da soluccedilatildeo

28

Sobre o eletrodo de PEDOTPSS foi depositada por casting uma quantidade da soluccedilatildeo de

PSOB 8

3313 ndash Formaccedilatildeo do dispositivo

Para formar o dispositivo as duas lacircminas de vidro foram juntadas uma com

grafite e a outra com PEDOTPSS e a camada ativa de PSOB 8 As duas foram juntadas

antes que a camada ativa estivesse seca de modo a ajudar na colagem das mesmas Para

garantir a uniatildeo fiacutesica das lacircminas foi usado um clipe conforme mostrado na figura 35 A

aacuterea ativa eacute da ordem de 1 cm2

Figura 3 5 ndash Amostras confeccionadas com duas lacircminas de substrato de vidro

recoberto com FTO baseada no modelo de Graumltzel

3314 ndash Caracterizaccedilatildeo com lacircmpada incandescente de 100 W

A fonte de iluminaccedilatildeo utilizada na caracterizaccedilatildeo dos dados experimentais e

resultados I consistiu em uma lacircmpada incandescente comum de 100 W ligada em seacuterie

com um varivolt de 240 volts

Foram feitas quatro amostras (CS1 CS2 CS3 e CS4) da forma como descrito

acima As medidas eleacutetricas foram tomadas usando-se dois multiacutemetros um digital e outro

analoacutegico As amostras foram iluminadas com a lacircmpada incandescente de 100 W e foram

observados valores de ISC e VOC nos multiacutemetros a partir de uma tensatildeo de 240 volts na

lacircmpada Todas as amostras ficaram expostas durante aproximadamente 5 minutos Os

valores de ISC e VOC obtidos satildeo mostrados na tabela 31

29


100 W durante 5 minutos

Amostras VOC (mV) ISC (mA) Potecircncia ( W) Tensatildeo da

lacircmpada

CS1 mdash mdash mdash 240

CS2 03 09 027 240

CS3 06 05 030 240

CS4 02 01 020 240

3315 ndash Anaacutelise e Discussatildeo

Pode-se observar o aparecimento de VOC e tambeacutem de ISC em trecircs das amostras

confeccionadas com tensatildeo de alimentaccedilatildeo na fonte de iluminaccedilatildeo de 240 volts Os

valores de VOC e ISC satildeo um pouco diferentes entre as trecircs amostras apesar de elas terem

sido confeccionadas seguindo os mesmos procedimentos Isto pode ter sido devido agrave

dificuldade em se controlar a espessura das camadas ativas Os resultados obtidos para VOC

e ISC satildeo menores do que os reportados na literatura [4344] Contudo os materiais usados

satildeo diferentes dos relatados na literatura Neste dispositivo o OB estaacute se comportando

como um corante e promovendo o processo eletroquiacutemico de transformaccedilatildeo de energia

luminosa em energia eleacutetrica Assim uma mudanccedila na concentraccedilatildeo de oacuteleo poderaacute

modificar os resultados obtidos ateacute aqui


3321 ndash Procedimentos para preparaccedilatildeo das amostras

Na segunda etapa foram confeccionadas quatro amostras (CS5 CS6 CS7 e CS8)

utilizando a mesma metodologia do experimento da Etapa 1 mudando apenas a

concentraccedilatildeo do OB de 8 para 47 No lugar do clipe para unir as duas lacircminas usou-se

fita adesiva


As medidas das amostras foram realizadas usando os mesmos equipamentos jaacute

citados e descritos anteriormente Duas destas amostras natildeo tiveram medidas de ISC nem

30

VOC Para as demais soacute foram observadas medidas de VOC e ISC apoacutes a tensatildeo da lacircmpada

atingir 200 volts Todas as amostras ficaram expostas durante 5 minutos Os valores de ISC

e VOC obtidos satildeo mostrados na tabela 32




lacircmpada

CS5 ndash ndash ndash 240

CS6 18 09 162 240

CS7 ndash ndash 240

CS8 09 03 027 240


Os valores de VOC e ISC obtidos nesta etapa satildeo maiores que os obtidos na Etapa1

Isto pode estar relacionado ao efeito corante do OB Nesta etapa mudou-se a concentraccedilatildeo

de 8 de OB para 47 de OB esse paracircmetro foi o uacutenico a ser mudado entre as duas

etapas Estas amostras bem como as da Etapa 1 natildeo puderam ter seus valores de VOC e ISC

medidos novamente porque as amostras descolavam os eletrodos danificando os

dispositivos Assim estas estruturas natildeo foram repetidas


Nesta etapa mudou-se o tipo de substrato e a configuraccedilatildeo das amostras A

configuraccedilatildeo de construccedilatildeo baseada na estrutura dos dispositivos desenvolvidos por

Graumltzel natildeo foi mais usada O substrato de vidro foi substituiacutedo por um substrato de

plaacutestico de Poli (Tereftalato de Etila) (PET) a fim de desenvolver amostras flexiacuteveis e de

menor custo As camadas ativas tiveram a concentraccedilatildeo do OB de 47 O substrato de

PET foi limpo com clorofoacutermio acetona e aacutegua deionizada Apoacutes o processo de limpeza os

substratos foram secos a temperatura ambiente por 2 horas Para substituir a camada

condutora de FTO e construir um dos eletrodos utilizou-se leit-C e leit-C diluente

adquirido da FLUKA esses dois elementos produzem a pasta de carbono O PEDOTPSS

31

foi utilizado para formar um filme sobre o eletrodo de carbono E por uacuteltimo foi usada a

Ag para fazer o eletrodo superior


Com o substrato recortado no tamanho de 2 cm x 3 cm inicia-se o processo de

limpeza As folhas de PET foram imersas em clorofoacutermio durante 30 minutos em soluccedilatildeo

de acetona por mais 30 minutos e por ultimo foram enxaguadas com aacutegua deionizada O

processo de secagem foi realizado em temperatura ambiente dentro da estufa

A pasta de carbono foi preparada para ser o eletrodo inferior Essa foi espalhada

manualmente com ajuda de uma espaacutetula sobre toda a folha do PET Com o substrato

preparado e tendo a superfiacutecie recoberta com um filme de carbono jaacute seco a soluccedilatildeo de

PEDOT PSS foi pintada sobre o filme de carbono com um pincel de cerdas macias

comum Antes da deposiccedilatildeo a soluccedilatildeo de PEDOT PSS foi agitada durante 2 horas

Apoacutes a pintura do filme de PEDOTPSS as amostras foram colocadas na estufa agrave

temperatura de 50 degC durante 8 horas e permaneceram por mais 24 horas em temperatura

ambiente dentro da estufa A camada ativa foi depositada usando uma pipeta contendo 001

uL de PSOB 47 Para formar o contato inferior uma pequena parte do filme de

PEDOTPSS foi deixado visiacutevel

Apoacutes a deposiccedilatildeo da camada ativa as amostras ficaram em temperatura ambiente

por 24 horas para concluir o processo de secagem O eletrodo superior foi pintado com

tinta de Ag sobre uma pequena aacuterea da camada ativa A secagem do eletrodo superior foi

em temperatura ambiente A aacuterea ativa destas amostras eacute da ordem de 05 cm2 A figura 36

a) mostra o esquema final da amostra e a figura 36 b) uma foto do dispositivo finalizado


(PET) (b) foto do substrato finalizado

32


Nesta etapa foram confeccionadas cinco amostras chamadas de P1 P2 P3 P4 e

P5 As medidas eleacutetricas foram realizadas usando os equipamentos jaacute descritos nas etapas

anteriores Os valores de VOC e ISC foram medidos apoacutes a tensatildeo da lacircmpada atingir 200

volts Todas as amostras ficaram expostas sob iluminaccedilatildeo da lacircmpada durante cinco

minutos As amostras tiveram as resistecircncias medidas Pois os substratos utilizados aqui

eram isolantes e o filme condutor foi construiacutedo manualmente As resistecircncias das

amostras satildeo mostradas na tabela 33 juntamente com os valores de ISC VOC e potecircncia

calculada

Todas as amostras apresentaram valores de VOC e ISC para tensatildeo de iluminaccedilatildeo da

lacircmpada acima de 220 volts exceto a amostra P4 A amostra P4 mostrou valores

mensuraacuteveis de VOC e ISC a partir de iluminaccedilatildeo da lacircmpada com tensatildeo de 110 volts Os

valores desta variaccedilatildeo satildeo mostrados na tabela 34



Amostras VOC (mV) ISC (mA) Potecircncia (W) Tensatildeo da

Lacircmpada

Resistecircncia

Ohms

P1 ndash ndash ndash 240 540

P2 09 01 09 240 890

P3 15 07 105 240 550

P4 09 06 054 240 1500

2000 P5 24 09 216 240


100 W para variaccedilatildeo de iluminaccedilatildeo para a amostra P4

Variaccedilatildeo das tensotildees VOC (mV) ISC (mA) Potecircncia ( W)

110 04 01 04

160 06 02 012

220 07 03 021

240 09 06 054

33


Na tabela 33 natildeo foi observada nenhuma ligaccedilatildeo direta dos valores de ISC e VOC

com as resistecircncias medidas das amostras Em relaccedilatildeo agraves amostras feitas nas Etapas 1 e 2

pode-se notar valores de ISC e VOC maiores

Foi observado que em todas as amostras confeccionadas no substrato de PET apoacutes

alguns minutos de aquecimento pela fonte de luz (lacircmpada de 100 w) as amostras se

deformavam Agrave medida que os testes eram repetidos as amostras se retorciam e em

algumas amostras os filmes ressecaram e se soltaram dos substratos Apesar destes

comportamentos ao se repetir os testes os valores de VOC e ISC permaneciam inalterados

para as amostras que os filmes natildeo estavam completamente rompidos A figura 37

apresenta a foto de uma amostra apoacutes ser submetida agrave fonte iluminaccedilatildeo de lacircmpada

incandescente de 100 W por 20 minutos Devido aacute sua deformaccedilatildeo e degradaccedilatildeo com o

calor este tipo de substrato foi descartada


incandescente de 100 W por 20 minutos


Devido ao retorcimento e agrave deterioraccedilatildeo das amostras confeccionadas com

substrato de PET nesta etapa voltou-se a utilizar o substrato de vidro recoberto com FTO

A prata foi usada para construir o eletrodo superior das amostras Para a camada ativa

continuou-se com uso do PSOB 47 Seguindo o mesmo esquema utilizado anteriormente

34

para confecccedilatildeo das amostras de PET mudou-se apenas o substrato O esquema do

dispositivo pode ser visto na figura 38


As resistecircncias dos substratos de vidro de 1 cm x 25 cm estatildeo entre 89 a 115 Ω

Os substratos foram limpos com clorofoacutermio acetona e aacutegua deionizada

Apoacutes o processo de limpeza todos os substratos foram secos a temperatura

ambiente por 2 horas

O eletrodo de PEDOTPSS foi pintado sobre o filme de FTO do substrato Em

seguida as amostras foram colocadas na estufa a 80 degC durante 24 horas

Apoacutes a secagem da camada de PEDOTPSS foi realizada a deposiccedilatildeo da camada

ativa com o auxilio de uma pipeta contendo 001 ml de soluccedilatildeo de PSOB 47 O

processo de secagem foi em temperatura ambiente por 24 horas

Por uacuteltimo foi feito o contato superior de tinta de Ag sobre a camada ativa de PS

OB 47 utilizando um pincel fino de cerdas comuns A aacuterea ativa foi estimada e ficou em

torno de 025 cm2 A figura 38 a) mostra o esquema que foi usado para confeccionar as

amostras e a figura 38 b) ilustra a amostra finalizada


da amostra finalizada


Nesta etapa foram confeccionadas 10 amostras que foram nomeadas de v1 v2 v3

v4 v5 v6 v7 v8 v9 e v10 A tabela 35 mostra os valores daquelas que apresentaram

melhores desempenhos de VOC e ISC As medidas eleacutetricas foram realizadas usando os

equipamentos jaacute descritos nas etapas anteriores As medidas obtidas satildeo inferiores agravequelas

jaacute conseguidas nos itens anteriores Valores de VOC e ISC significativos ocorreram apoacutes a

tensatildeo da lacircmpada atingir 220 volts Todas as amostras ficaram expostas sob a luz da

lacircmpada durante 10 minutos As amostras foram iluminadas atraveacutes do vidroFTO

35


durante 5 minutos

Amostras VOC (mV) ISC (mA) Potecircncia ( W) Tensatildeo lacircmpada

v3 06 02 012 240

v5 05 01 050 240

v7 11 09 099 240


Apesar das amostras terem sido feitas seguindo os mesmos procedimentos os

valores de VOC e ISC obtidos satildeo diferentes Isto pode ter ocorrido devido agraves diferenccedilas nas

espessuras das camadas ativas que natildeo puderam ser controladas e tambeacutem no tamanho das

aacutereas ativas que podem ser levemente diferentes Aqui natildeo se pode falar em comparaccedilatildeo

com as outras amostras feitas anteriormente porque a aacuterea da camada ativa foi bastante

reduzida e as estruturas satildeo diferenciadas Desta forma os valores obtidos mesmo

menores ainda satildeo vaacutelidos

34 ndash DADOS EXPERIMENTAIS E RESULTADOS II

341 ndash Misturas usando P3HT

Nesta etapa foi proposto um estudo sobre diferentes misturas para a construccedilatildeo das

camadas ativas sempre incorporando o uso do OB Tipos de camadas ativas utilizadas

PSOB 47 P3HT+OB puro e PSOB 47 + P3HT

Para os trecircs tipos de dispositivos aqui investigados foi usado substrato de vidro

recoberto com FTO sobre o qual foi depositado por spin coating um filme de

PEDOTPSS que serviu como eletrodo inferior As camadas ativas foram depositadas

sobre o eletrodo de PEDOTPSS usando a teacutecnica de spin coating O eletrodo superior foi

pintado com tinta condutiva de Ag A figura 38 mostra o esquema do dispositivo que foi

utilizado para a confecccedilatildeo destas amostras

Para as medidas diretas de VOC e ISC foram usados dois tipos de iluminaccedilatildeo

artificial com lacircmpada de mercuacuterio Spektrallamp 80 W e iluminaccedilatildeo natural solar

36


Nas etapas anteriores os filmes das amostras foram produzidos manualmente por

casting mas os resultados obtidos nas medidas iniciais natildeo foram satisfatoacuterios A fim de

buscar melhores resultados e tendo jaacute disponiacutevel no laboratoacuterio o equipamento de spin

coater para produzir filmes mais finos e homogecircneos a metodologia de confecccedilatildeo dos

filmes foi mudada Os filmes finos foram preparados em rotaccedilotildees variadas a fim de se

obter um filme adequado

3421 ndash Preparaccedilatildeo dos filmes por spin coater

Para preparar o primeiro grupo de amostras usaram-se substratos de vidro

recobertos com FTO Todos os substratos foram lavados em aacutegua deionizada e colocados

em estufa a 80degC para secar Para fazer o filme de PEDOTPSS inicialmente foi usada

rotaccedilatildeo de 500 rpm durante 25 segundos para espalhar a soluccedilatildeo uniformemente em todo

o substrato em seguida usou-se uma rotaccedilatildeo de 3000 rpm durante 40 segundos para

finalizar a confecccedilatildeo do filme

O filme de PEDOTPSS obtido dessa forma ficou bastante fino de modo que a

amostra saia do spin coater quase seca A fim de eliminar-se qualquer vestiacutegio do

solvente que no caso do PEDOT PSS usou-se agrave aacutegua as amostras foram colocadas na

estufa em temperatura de 50 degC por 1 hora Antes de depositar a camada ativa uma parte

do filme de PEDOTPSS foi protegido com fita onde foi construiacutedo o eletrodo inferior

Foram preparados trecircs tipos de soluccedilotildees para formar a camada ativa A primeira foi

uma soluccedilatildeo jaacute preparada de PS OB 47 no LABPOL do instituto de Quiacutemica UnB [41]

A segunda uma mistura de PS OB 47 mais o P3HT na proporccedilatildeo de 11 e a terceira foi

uma soluccedilatildeo de 1 ml de P3HT com 001 ml de OB puro As trecircs soluccedilotildees foram agitadas

durante 2 horas antes de serem depositadas por spin coating Os filmes da camada ativa

foram feitos com rotaccedilatildeo de 4000 rpm durante 40 segundos

Como o clorofoacutermio eacute um solvente que tem evaporaccedilatildeo raacutepida a deposiccedilatildeo da

camada ativa foi feita com o substrato jaacute girando no spin coater A deposiccedilatildeo foi realizada

com ajuda de uma pipeta As secagens das camadas ativas foram em temperatura ambiente

dentro da estufa para proteger as amostras de impurezas tais como poeira e contaminaccedilotildees

em geral

37

Por fim foi pintado no topo das amostras o eletrodo de Ag Foram construiacutedas duas

geometrias para se observar a influecircncia na quantidade de cargas coletadas e tambeacutem a

influecircncia do tamanho da aacuterea ativa As geometrias satildeo mostradas nas figuras 39 (a) e 39

(b)


geometria do eletrodo de Ag feito em forma de trilhas

3422 ndash Caracterizaccedilatildeo com lacircmpada espectral de Hg 80 W


resultados II consistiu em uma lacircmpada Hg spektrallamp de 80 W ligada a uma fonte de

alimentaccedilatildeo DROSSEL FUumlR SPEKTRALLAMP POWER SUPPLY FOR SPECTRAL

LAMPS

As medidas eleacutetricas das amostras foram realizadas usando os mesmos

equipamentos jaacute citados nos dados experimentais e resultados I

Cada amostra ficou exposta agrave radiaccedilatildeo direta da lacircmpada de Hg aproximadamente

por 5 minutos Para estas medidas natildeo foram considerados interferecircncia acircngulo de

inclinaccedilatildeo da amostra ou da lacircmpada Os valores de VOC e ISC obtidos para os dois tipos de

contatos para as geometrias desenhadas em forma de ponto e em trilha satildeo mostrados nas

tabelas 36 e 37 respectivamente

38


prata Sob lacircmpada de Hg de 80 W durante 5 minutos

Camada ativa VOC (mV) ISC (mA) Potecircncia (nW)

PSOB 47 02 001 2

OB puroP3HT 06 002 12

PSOB 47P3HT 06 002 12


trilhas com concentraccedilatildeo em um ponto Sob lacircmpada de Hg de 80 W durante 5 minutos


PSOB 47 12 006 72


PSOB 47P3HT 11 005 55

3423 ndash Caracterizaccedilatildeo com luz solar direta

As amostras com geometria de contato em forma de trilhas foram escolhidas para

serem caracterizadas pela luz solar direta Pois este grupo de amostra apresentou melhores

desempenhos quando submetidas agrave luz da lacircmpada espectral de Hg em relaccedilatildeo agraves amostras

confeccionadas com eletrodos em forma de ponto As medidas foram realizadas em dia de

sol intenso nos horaacuterios entre onze horas e doze horas Para realizar estas medidas foi

utilizada uma lente convergente [45] Isso foi feito para concentrar os raios solares sobre as

amostras Todas as amostras deste grupo ficaram expostas por aproximadamente 5 minutos

cada Os resultados satildeo mostrados na tabela 38


5 minutos


PSOB 47 22 002 44


PSOB 47P3HT 17 001 17

39


Para as amostras com contato de prata com a geometria desenhada em forma de

trilhas foram observados valores de VOC e ISC maiores do que aqueles com contato de

prata desenhado em forma de ponto Isto indica que realmente a geometria das trilhas

favorece a coleta das cargas geradas Neste caso tambeacutem existe uma aacuterea ativa maior o

que contribuiu para uma maior absorccedilatildeo da luz e consequumlentemente um aumento na

quantidade de cargas

As amostras com a camada ativa de PSOB 47 mostraram VOC e ISC superiores agraves

outras que continham a mistura do P3HT em sua camada ativa

Quando as amostras foram submetidas agrave luz solar direta houve um aumento

significativo de VOC contudo tivemos valores de ISC reduzidos em relaccedilatildeo aos valores

obtidos com a iluminaccedilatildeo da lacircmpada Hg Isto pode ser devido ao calor gerado pelo sol

que promoveu um espalhamento das cargas Pode-se notar que a potecircncia fornecida

tambeacutem diminuiu quando a luz solar foi usada como fonte de luz para caracterizaccedilatildeo das

amostras


Para fazer uma investigaccedilatildeo em funccedilatildeo da espessura da camada ativa foram

confeccionadas novas amostras Continuou-se o uso dos trecircs tipos de soluccedilotildees para as

camadas ativas PSOB 47 OB puro+P3HT e PSOB 47 +P3HT Com a teacutecnica de

spin coating quanto maior a velocidade de rotaccedilatildeo menores satildeo as espessuras dos filmes

Para se obter filmes com espessuras adequadas os seguintes paracircmetros devem ser

observados viscosidade da soluccedilatildeo velocidade de rotaccedilatildeo e tempo de rotaccedilatildeo

3431 ndash Preparando novas amostras

Nesta etapa utilizou-se apenas rotaccedilatildeo de 3000 rpm para confeccionar o filme de

PEDOTPSS A deposiccedilatildeo foi feita com o auxiacutelio de uma conta gotas sendo que para cada

filme foram usadas duas pequenas gotas (001ml) Essa quantidade de soluccedilatildeo foi

suficiente para conseguir um espalhamento satisfatoacuterio e obter um filme fino e uniforme

Depois da deposiccedilatildeo os substratos satildeo colocados na estufa a 100 degC durante 15 minutos

para concluir o processo de secagem

40

Os trecircs tipos de camadas ativas foram preparadas seguindo o procedimento citado

na etapa 1 dos dados experimentais e resultados II Para esse grupo de amostra foi usado

um programa para o espalhamento do filme da camada ativa com uma rotaccedilatildeo fixa de 6000

rpm durante 25 segundos

Para depositar a mistura da camada ativa usou-se uma pipeta com 01 ml de

soluccedilatildeo Primeiramente depositou-se a mistura e em seguida colocou-se o spin coater

para girar atraveacutes do programa de rotaccedilatildeo previamente programado Esse procedimento

garante a uniformidade do filme As amostras foram levadas para a estufa a 100 degC por 20

minutos

O eletrodo superior foi pintado agrave matildeo O esquema usado para a confecccedilatildeo dos

dispositivos e a foto de uma amostra satildeo mostrados na figura 310 As amostras foram

confeccionadas seguindo o esquema mostrado na figura 310 (b) Todas as amostras deste

grupo tiveram um desenho semelhante ao da foto da figura 310 (a) Pois existem

variaccedilotildees nas espessuras dos contatos de Ag pois foram feitos a matildeo livre e sem muito

controle Isso pode ser um problema pois este eleacutetrodo pode aumentar a resistecircncia da

amostra fazendo diminuir as correntes coletadas das cargas geradas pelo dispositivo

Figura 3 10 ndash (a) Foto da amostra (b) Estruturas das camadas dos dispositivos das

novas amostras

41


Usou-se para este grupo de amostras os mesmos procedimentos de caracterizaccedilotildees

para as medidas de o VOC e ISC descrito na etapa 1 dos dados experimentais e resultados II

Para cada medida as amostras ficaram expostas sob o feixe de luz da lacircmpada de Hg que

foi focalizada diretamente na aacuterea ativa por aproximadamente cinco minutos

A aacuterea ativa foi estimada em torno de 05 cmsup2 Foram confeccionadas nove

amostras e os valores de VOC e ISC das amostras que apresentaram melhores desempenhos

satildeo apresentadas na tabela 39


aproximadamente cinco minutos

Camada ativa VOC (mV) ISC (mA) P (nW)

PS OB 47 21 009 189

OBP3HT 18 002 36

PSOB 47P3HT 17 001 17

3433 ndash Caracterizaccedilatildeo sob luz solar direta

O mesmo grupo de amostras foi exposto sob luz solar direta em horaacuterio de sol

intenso entre onze horas e doze horas Todas as amostras tiveram um tempo de exposiccedilatildeo

de aproximadamente cinco minutos Os valores de VOC e ISC medidos podem ser vistos na

tabela 310 Nestes experimentos a lente convergente tambeacutem foi utilizada Poreacutem natildeo

foram observados acircngulos de incidecircncia e nem mudanccedila da irradiaccedilatildeo solar As medidas de

VOC e ISC foram realizadas em dia de sol forte e sempre no mesmo horaacuterio A figura 311

mostra como as medidas foram realizadas Para concentrar os raios solares usou-se uma

lente de aumento As medidas foram aferidas com uso de multiacutemetro digital descrito

anteriormente com cabos e garras de jacareacute comuns

42


desenhado com a geometria em forma de trilhas camada ativa de PS OB 47

Para manter um padratildeo para todas as medidas a distacircncia entre a lente e a amostra

foram padronizadas a fim de que a intensidade de luz solar concentrada sobre cada

dispositivo fosse aproximadamente agrave mesma


durante cinco minutos cada


PS OB 47 62 009 558

OBP3HT 33 003 99

PSOB 47P3HT 25 002 50

3434 ndash Curva caracteriacutestica de corrente versus tensatildeo aplicada (IndashV)

A partir desta etapa as caracterizaccedilotildees eleacutetricas dos dispositivos tambeacutem foram

realizadas atraveacutes das medidas das curvas IndashV As medidas foram realizadas no escuro e

sob iluminaccedilatildeo do laboratoacuterio Para estes experimentos foram usados os trecircs tipos de

camadas ativas jaacute mencionadas para confeccionar os dispositivos

Os experimentos das medidas foram realizados em sala com temperatura e pressatildeo

atmosferica ambiente e iluminaccedilatildeo de lacircmpadas comuns Tambeacutem foram realizados testes

43

usando a lacircmpada de Hg iluminando diretamente a parte superior da amostra Contudo

natildeo foram observadas mudanccedilas significativas nas medidas para este grupo de amostras


PEDOTPSS para medidas das curvas (IndashV)

Para evitar que a agulha perfurasse o filme fino de PEDOTPSS e atingisse o filme

de FTO uma gota mais espessa de PEDOTPSS foi colocada sobre o filme no ponto onde

a agulha fazia o contato conforme mostra a figura 312

As amostras foram submetidas a uma tensatildeo que variou de um valor maacuteximo a um

valor miacutenimo com passo conhecido e constante de 002 Com os dados coletados nesse

experimento os graacuteficos de corrente versus tensatildeo aplicada foram gerados Este graacutefico eacute

conhecido como curva caracteriacutestica do dispositivo Os resultados obtidos satildeo mostrados

nas figuras 313 314 e 315 foram obtidas sob iluminaccedilatildeo comum do laboratorio LDCI

A figura 313 mostra a curva caracteriacutestica do dispositivo com a camada ativa de

PSOB 47 A iluminaccedilatildeo foi realizada com a lacircmpada do equipamento Keither 2400 e

iluminaccedilatildeo ambiente do laboratoacuterio LDCI (ambas satildeo luz branca) Para polarizaccedilatildeo direta

de -2 a 2 V foram observados valores de VOC de 09 volts enquanto que a corrente de 003

A foi negativa

A figura 314 mostra a curva IndashV para amostra com camada ativa usando

P3HT+OB puro Para essa amostra os valores de VOC = 002 V e ISC 0013 A foram

obtidos

A figura 315 mostra a curva IndashV para o dispositivo com camada ativa de PSOB

47 +P3HT Os valores de VOC = 11 V e ISC 00124 A foram observados neste graacutefico

44


tensatildeo observadas 003 uA e 09 Volts respectivamente


e tensatildeo observadas 0013 uA e 002 Volts respectivamente

45


Corrente e tensatildeo observadas 0012 uA e 11 volts respectivamente


Aqui jaacute eacute possiacutevel notar um progresso nas medidas em relaccedilatildeo agraves amostras das

etapas anteriores que possuiacuteam camada ativa mais espessa Os valores de VOC e ISC obtidos

com o multiacutemetro digital foram maiores para os dois tipos de iluminaccedilotildees lacircmpada Hg e

luz solar Estes resultados podem ser observados nas tabelas 39 e 310 Os resultados

mostram que o comportamento das amostras com camada ativa de PSOB 47

apresentaram melhores resultados Nota-se que a potecircncia fornecida pelas amostras

iluminadas pela luz solar natural eacute significantemente maior que quando iluminadas pela

lacircmpada de Hg

Nas amostras confeccionadas com blenda de OB puro+P3HT e PSOB 47

+P3HT foram observados resultados semelhantes tanto para VOC quanto para ISC

As trecircs amostras apresentaram comportamento distinto sendo que a amostra com

camada ativa feita com o PSOB 47 o resultado eacute mais parecido com o efeito

fotovoltaico e por isso eacute mais relevante

46

Para as proacutexinas amostras natildeo seraacute mais empregado o uso do P3HT Pois como foi

mostrado nos resultados seu uso natildeo favoreceu melhoras nas medidas Apesar dos

resultados apresentados e conseguidos ateacute aqui serem pequenos ainda assim podem ser

considerados satisfatoacuterios e promissores Pois se trabalhou com materiais novos e estaacute

empregando poliacutemeros isolantes de baixo custo usando oacuteleo vegetal como dopante

Reforccedilando a motivaccedilatildeo para o uso destes materiais no desenvolvimento em dispositivos

fotovoltaicos orgacircnicos

35 ndash DADOS EXPERIMENTAIS E RESULTADOS III


Nesta etapa as pesquisas foram centralizadas em misturas de poliacutemeros isolantes

dopados com OB Aleacutem da mistura do PS com OB estudado anteriormente tambeacutem foi

incorporado agrave pesquisa a mistura do PMAM com OB Estudos recentes de Duratildees et al [8]

sobre a absorccedilatildeo de luz destes materiais na faixa de ultravioleta e luz visiacutevel mostraram

que quando o OB eacute adicionado agraves matrizes de PS e de PMAM um aumento significante

na absorccedilatildeo da luz eacute observado

As amostras dos dispositivos fotovoltaicos orgacircnicos consistiram em camada ativa

contendo PS puro PS com 47 OB PMAM puro e PMAM com 35 de OB

As amostras foram ensanduichadas entre dois eletrodos PEDOT PSS e Ag A

caracterizaccedilatildeo eleacutetrica para as medidas de VOC e ISC foi realizada com a iluminaccedilatildeo da

lacircmpada de Hg 80 W e luz solar As curvas IndashV foram mensuradas usando um sistema de

caracterizaccedilatildeo de semicondutores Keithey 2400

3511 ndash Confecccedilatildeo das amostras usando PS e PMAM 1ordm grupo

Os dispositivos foram preparados sobre um substrato de vidro recoberto com

camada de FTO a resistecircncia da lacircmina eacute de aproximadamente 41-60 Ω

Os filmes de PEDOT PSS foram confeccionados com rotaccedilatildeo de 6000 rpm durante

25 segundos e secos em estufa a 80 degC por 15 minutos Apoacutes os filmes das camadas ativas

das amostras serem feitos usando rotaccedilatildeo de 5000 rpm por 40 segundos foram secos em

estufa a 100 Cdeg por 15 minutos

47

Por fim foi usada a tinta de Ag para fazer o eletrodo superior Esse eletrodo foi

pintado com pincel comum de cerdas finas O contato superior foi pintado em forma de

linhas sobre o filme da camada ativa conforme mostrado na Figura 310

3512 ndash Caracterizaccedilatildeo usando lacircmpada de Hg 80 W

As mesmas formas descritas anteriormente de caracterizaccedilatildeo foram utilizadas aqui

para fazer as medidas de VOC e ISC Os resultados obtidos com iluminaccedilatildeo da lacircmpada de

Hg durante cinco minutos de exposiccedilatildeo para o 1ordm grupo de amostra satildeo mostrados na

tabela 311


iluminaccedilatildeo de lacircmpada durante 05 minutos de exposiccedilatildeo

Camada ativa VOC (mA) ISC (mA) Potecircncia ( W)

PS puro 02 000 00

PSOB 47 08 003 0024

PMAM puro 02 000 00

PMAMOB 35 06 002 0012

3512 ndash Caracterizaccedilatildeo sob luz solar

Foram usados os mesmos procedimentos e instrumentos descritos anteriormente

para obter as medidas de VOC e ISC sob iluminaccedilatildeo de luz solar direta usando-se lentes

convergentes durante cinco minutos de exposiccedilatildeo A tabela 312 mostra os valores

obtidos


05 minutos de exposiccedilatildeo


PS puro 11 001 0011

PSOB 47 39 006 0234

PMAM puro 09 002 0018

PMAMOB 35 27 004 0108

48


Como pode ser visto nas tabelas 311 e 312 os valores de VOC e ISC para as

amostras contendo PS puro e PMAM puro mostraram desempenhos inferiores que aquelas

com adiccedilatildeo do OB Nas caracterizaccedilotildees sob luz solar os desempenhos das amostras foram

superiores quando comparados com os valores obtidos sob iluminaccedilatildeo da lacircmpada de Ag

Apesar da amostra com camada ativa da mistura de PMAMOB 35 ter mostrado valores

mais baixos quando comparados agrave amostras contendo camada ativa com a mistura de

PSOB 47 ela ainda tem valores superiores agravequeles mostrados quando a camada ativa

era composta por misturas de PSOB 47 +P3HT

352 ndash Experimentos Fase 2

3521 ndash Confecccedilatildeo das amostras do 2ordm grupo

Para o 2ordm grupo de amostras foram confeccionadas quinze unidades sendo que

foram reproduzidas mais de uma amostra para cada tipo de camada ativa Isto foi feito para

observar a reprodutibilidade das amostras e a repetibilidade das medidas As amostras

foram nomeadas de A5 a A19 Todas as amostras seguiram os mesmos criteacuterios de

confecccedilatildeo jaacute mencionados anteriormente Para este grupo foi usada uma rotaccedilatildeo maior no

spin coater

Para fazer o filme de PEDOTPSS foi usada uma rotaccedilatildeo de 6000 rpm durante

trinta segundos Para a deposiccedilatildeo da camada ativa foi usada uma rotaccedilatildeo de 6000 rpm

durante sessenta segundos Neste caso as amostras foram secas em temperatura ambiente

Este conjunto de amostras deve possuir filmes mais finos que os filmes das amostras

anteriores devido ao aumento da rotaccedilatildeo do spin coater durante a deposiccedilatildeo

Para medir a aacuterea ativa com mais precisatildeo para este grupo de amostras os contatos

superiores de Ag foram desenhados em apenas um ponto A confecccedilatildeo dos dispositivos

seguiu a configuraccedilatildeo das camadas e a geometria do eletrodo de Ag conforme o esquema

mostrado na figura 316 O contato de prata foi pintado em forma de retacircngulo que

representa a aacuterea ativa e ficou em torno de 010cm2

49


orgacircnicos usado para o 2 ordm grupo de amostras


Este grupo de amostras foi submetido somente agrave caracterizaccedilatildeo de luz solar direta

As medidas foram realizadas em dias diferentes a fim de observar a repetibilidade das

medidas dos dispositivos fotovoltaicos orgacircnicos confeccionados

Os dados da tabela 313 mostram medidas de VOC e ISC realizadas entre dez e onze

horas da manhatilde sob sol intenso e usando lentes convergentes Para estas amostras o

tempo de exposiccedilatildeo foi de aproximadamente dez minutos Com tempo de exposiccedilatildeo

maior e usando lentes convergentes as amostras A5 A6 A7 e A8 se aqueceram muito e

se danificaram Contudo valores de VOC obtidos foram bem superiores

Foram realizadas medidas em dois dias usando as amostras A9 A10 A11 A13

A14 A15 A16 A17 A18 e A19 para observar a repetibilidades das medidas As tabelas

14 e 15 mostram medidas de VOC e ISC realizadas nos dias 12052009 e 18052009

respectivamente entre dez e onze horas da manhatilde sob sol forte e usando lentes

convergentes para concentrar os raios solares na camada ativa da amostra


direta durante 10 minutos

Camada ativa VOC (mA) ISC (mA) Potecircncia ( W) Amostra

PS puro 18 004 0072 A5

PS OB 47 49 008 0392 A6

PMAM puro 11 001 0011 A7

PMAMOB 35 48 005 024 A8

50


direta usando lentes convergentes durante 10 minutos


PS OB 47 11 003 0033 A9

PS puro 08 0 0 A10

PS puro 1 001 001 A11

PS OB 47 19 003 0057 A13

PS OB 47 11 003 0033 A14

PS OB 47 12 002 0024 A15

PMAM puro 09 001 0009 A16

PMAM puro 07 001 0007 A17

PMAMOB 35 11 001 0011 A18

PMAMOB 35 14 005 007 A19




PS OB 47 12 004 0048 A9

PS puro 06 01 006 A10

PS puro 08 001 008 A11

PS OB 47 21 004 0084 A13

PS OB 47 15 003 0045 A14

PS OB 47 10 002 002 A15

PMAM puro 07 001 00007 A16

PMAM puro 08 001 00008 A17

PMAMOB 35 12 003 0036 A18

PMAMOB 35 13 005 0065 A19

3523 ndash Curva caracteriacutestica corrente versus tensatildeo (IndashV)

Foram realizadas medidas das curvas IndashV usando o sistema de caracterizaccedilatildeo de

semicondutores Os procedimentos adotados foram descritos anteriormente Para estas

amostras foram usadas quatro tipos de camada ativa PS puro PSOB 47 PMAM puro e

51

PMAMOB 35 As medidas das curvas IndashV foram realizadas no escuro e sob iluminaccedilatildeo

natural do laboratoacuterio LDCI

Natildeo foram observadas grandes influecircncias sobre o efeito da iluminaccedilatildeo nas

amostras pois as curvas IndashV obtidas no escuro e no claro apresentaram valores parecidos

para VOC e ISC

Para a camada ativa confeccionada com o poliacutemero PS puro (figura 317) a curva

IndashV realizada no escuro e no ambiente iluminado mostra uma superposiccedilatildeo das curvas

O dispositivo com camada ativa feita de PSOB 47 mostrada na (figura 318)

natildeo se observa diferenccedila significativa nas curvas obtidas no escuro e com iluminaccedilatildeo do

laboratoacuterio O mesmo pode ser observado na (figura 319) onde a camada ativa eacute feita de

PMAM puro Contudo observou-se uma leve diferenccedila nas curvas mostradas na (figura

320) para a amostra confeccionada com camada ativa da mistura de PMAMOB 35

Onde houve um pequeno deslocamento para a corrente


iluminaccedilatildeo do laboratoacuterio LDCI

52


sob iluminaccedilatildeo do laboratoacuterio LDCI


e sob iluminaccedilatildeo do laboratoacuterio LDCI

53


escuro e sob iluminaccedilatildeo do laboratoacuterio LDCI

3524 ndash Medida de espessura

As espessuras dos filmes foram medidas usando um Perfilocircmetro Dektak 150

VEECO Os filmes de PEDOTPSS depositados pela teacutecnica de spin coating usando

rotaccedilatildeo de 6000 rpm durante quarenta segundos apresentaram espessuras na ordem de 180

nanocircmetros

Os procedimentos para medir as espessuras consistiram em medir vales e

superfiacutecie Para realizar as medidas dos filmes um risco foi feito usando a ponta de um

estilete conforme mostra a figura 321 O risco foi percorrido com a ponta do perfilocircmetro

com distacircncia de 500 m no sentido transversal Para obter a espessura do filme mede-se

entatildeo a diferenccedila de altura entre um ponto de referecircncia R fundo do vale e M superfiacutecie do

filme conforme mostrado na figura 322 Os procedimentos foram realizados em trecircs

diferentes regiotildees da amostra onde foi obtido um valor meacutedio da espessura do filme

54


varredura


measurement) para determinar a espessura do filme

Todos os quatro tipos de filmes usados para formar as camadas ativas dos

dispositivos que foram depositados por spin coating tiveram suas espessuras medidas Para

cada amostra foram feitos trecircs riscos em pontos alternados a fim de se verificar a

uniformidade na espessura Os riscos seguiram o exemplo ilustrado na figura 321 Os

resultados das trecircs medidas e o seu valor meacutedio para cada filme satildeo mostrados nas tabelas

316 e 317

A tabela 316 mostra os resultados das medidas de espessuras de filmes depositados

com rotaccedilatildeo de 5000 rpm durante 60 segundos A tabela 317 mostra os valores das

afericcedilotildees das espessuras para os filmes depositados com rotaccedilatildeo de 6000 rpm durante 60

segundos Pode-se observar que os filmes feitos com rotaccedilotildees maiores apresentaram

valores de espessuras menores Tambeacutem eacute observado que a adiccedilatildeo do OB nas matrizes

polimeacutericas isolantes tende a camadas mais espessas mesmo para um mesmo valor de

rotaccedilatildeo quando comparada com os filmes sem o OB

55


com rotaccedilatildeo de 5000 rpm Valor apresentado para os pontos e a diferenccedila entre R e M

Camada ativa 1deg Ponto (nm) 2deg Ponto (nm) 3deg Ponto (nm) Meacutedia (nm)

PS puro 194 202 189 195

PS OB 47 283 305 296 2946

PMAM puro 127 90 105 1073

PMAM OB 35 235 269 259 2543


rotaccedilatildeo de 6000 rpm O valor apresentado para os pontos e a diferenccedila entre R e M

Camada ativa 1deg ponto (nm) 2deg ponto (nm) 3deg ponto (nm) Meacutedia (nm)

PS puro 126 130 128 128

PS OB 47 221 218 208 2156

PMMA puro 76 113 97 953

PMMA OB 35 196 163 180 1796


Pode-se observar nestas medidas que as amostras contendo misturas de PSOB

47 em sua camada ativa mostraram resultados melhores que as outras amostras

analisadas Tambeacutem foi comprovado que as amostras podem ser reproduzidas sendo que

suas medidas foram repedidas As amostras que foram feitas em duplicatas ou triplicadas

possuem valores de VOC e ISC muito parecidos confirmando assim a reprodutibilidade na

sua fabricaccedilatildeo Atraveacutes das tabelas 314 e 315 pode ser observado que os valores obtidos

satildeo repetidos em dias diferentes mesmo assim natildeo ocorreram diminuiccedilotildees nos valores

medidos de VOC e ISC

Para as curvas IndashV coletadas no laboratoacuterio no escuro e sob iluminaccedilatildeo ambiente

para os dispositivos com camadas ativas com misturas das matrizes polimeacutericas de PSOB

47 e PMAM OB 35 (figuras 318 319 319 e 320) natildeo foram detectadas variaccedilotildees

relevantes entre os diferentes tipos de camadas ativas sob diferentes condiccedilotildees de

iluminaccedilatildeo O intrigante nestas medidas eacute que o mesmo efeito que aparece no claro

aparece tambeacutem no escuro As curvas tendem a um comportamento com resistecircncia de

56

diferencial negativa proacuteximo a tensotildees mais baixas Talvez isso aconteccedila devido agrave

caracteriacutestica intriacutenseca dos materiais utilizados nas confecccedilotildees das amostras


3531 ndash Confecccedilatildeo das amostras com parte do FTO removido

Nesta etapa os dispositivos tambeacutem foram preparados sobre substrato de vidro o

mesmo tipo usado anteriormente Poreacutem aqui antes de fazer a deposiccedilatildeo dos filmes parte

do FTO foi removida do substrato de vidro A corrosatildeo do FTO foi feita utilizando uma

tinta homogecircnea preparada com poacute de zinco (Zn)

Para conservar parte do FTO no substrato foi utilizada fita adesiva sendo tambeacutem

possiacutevel utilizar tinta ou esmalte [46] Com parte do FTO protegido o substrato foi

mergulhado em soluccedilatildeo diluiacuteda de aacutecido cloriacutedrico (HCI)

Apoacutes a etapa de corrosatildeo as lacircminas passaram por um processo de limpeza Os

substratos foram limpos para retirar gorduras e resiacuteduos quiacutemicos

A corrosatildeo se fez necessaacuteria para evitar curto circuito entre os eletrodos de contato

do dispositivo Mudou-se a geometria dos substratos porque em algumas medidas de

curvas IndashV que foram obtidas em algumas amostras obteve-se curvas do tipo ocirchmico Isto

pode ter ocorrido porque o eletrodo de FTO estava ocupando toda a superfiacutecie do

substrato de vidro e pode ter ocorrido que na hora das medidas a agulha do equipamento

de medidas pode ter perfurado os filmes das camadas do dispositivo medindo apenas o

filme de FTO que apresenta curva puramente ocirchmica Assim com parte do FTO retirado

garante que a corrente flua apenas pelas camadas dos filmes do dispositivo A geometria

da lacircmina de vidro apoacutes a corrosatildeo pode ser visualizada na figura 323

Figura 3 23 ndash Geometria da lacircmina de vidro apoacutes corrosatildeo do FTO

57

Com o substrato limpo e seco e com a nova geometria desenvolvida segue para a

etapa da deposiccedilatildeo do poliacutemero condutor PEDOTPSS que serviu de um dos eletrodos A

deposiccedilatildeo foi realizada sobre toda a lacircmina de vidro conforme mostra o esquema da figura

324 O filme foi feito usando a teacutecnica de spin coating com rotaccedilatildeo de 6000 rpm durante

cinquumlenta e cinco segundos o filme foi seco em estufa a 50 degC por 15 minutos

Os materiais utilizados como camada ativa foram PS puro PSOB 47 PMAM

puro e PMAMOB 35 Os diferentes tipos de camadas ativas foram depositados sobre a

estrutura vidroFTOPEDOTPSS usando a teacutecnica de spin coating com rotaccedilatildeo de 7000

rpm durante quarenta segundos Os filmes das camadas ativas foram secos em temperatura

ambiente

O outro eletrodo foi pintado sobre a camada ativa com tinta condutora de Ag A

estrutura vidroFTOPEDOT PSScamada ativaAg do dispositivo final pode ser vista na

figura 324 A regiatildeo ativa tem aacuterea de aproximadamente 009 cm2

Figura 3 24 ndash Geometria das camadas do dispositivo

3532 ndash Caracterizaccedilatildeo das curvas (IndashV )

As amostras foram caracterizadas atraveacutes das curvas IndashV Na figura 325 satildeo

mostradas comparaccedilotildees entre resultados obtidos para camadas ativas com o PS puro e

PSOB 47 Na figura 326 satildeo mostradas comparaccedilotildees entre resultados obtidos para

camadas ativas com o PMAMOB 35 Foi observado que para as camadas ativas sem o

OB o comportamento da curva Indash V eacute puramente ocirchmico ou seja linear Pode-se ressaltar

58

um comportamento resistivo para o filme utilizado nessa camada ativa enquanto que para

o filme da camada ativa com OB as curvas natildeo satildeo lineares

Outro detalhe a ser notado foi que para os filmes de PS puro e PSOB 47 as

correntes obtidas satildeo maiores que para os filmes confeccionados com PMAM puro e

PMAMOB 35 isto concorda com os resultados obtidos atraveacutes da iluminaccedilatildeo onde os

valores de VOC e ISC tambeacutem se apresentaram maiores

O dispositivo feito com o PS puro apresenta uma resistecircncia maior que o

dispositivo feito com PMAM puro isto talvez aconteccedila devido agraves diferenccedilas nas

espessuras das camadas ou nas propriedades intriacutensecas do material

Como pode ainda ser observadas nas figuras 325 e 326 quando se usou camada

ativa contendo o OB em sua mistura mudanccedilas ocorreram nos comportamentos das curvas

IndashV O comportamento da curva natildeo eacute mais linear e apresenta simetria para as duas

polarizaccedilotildees aplicadas (-V+V) Nos casos das curvas observadas para as camadas ativas

contento OB observou-se curvas semelhantes agrave curva de um diodo do tipo metal isolante

metal (MIM) [47]


e PS OB 47

59


puro e PMAMOB 35

Para quase todas as amostras que confeccionamos nas condiccedilotildees descritas acima

teve-se respostas nas medidas eleacutetricas para as caracterizaccedilotildees das curvas IndashV realizadas

no laboratoacuterio LDCI Foi observado que os dispositivos contendo OB apresentaram um

efeito fotovoltaico em temperatura ambiente As medidas foram realizadas no escuro e

com iluminaccedilatildeo do laboratoacuterio Nas figuras 327 e 328 satildeo mostradas as curvas IndashV para

os dispositivos confeccionados com camadas ativas de PSOB 47 e PMAMOB 35

respectivamente

Em quase todas as amostras que foram realizadas as medidas das curvas IndashV o

efeito fotovoltaico foi observado Pode-se observar nesses resultados um aumento da

fotocorrente quando as amostras foram iluminadas

60


47 no claro e escuro


PMAMOB 35 no claro e escuro

61

3533 - Anaacutelise e discussatildeo

Paras esses dispositivos natildeo foram apresentados os caacutelculos da eficiecircncia ( nem o

valor de IPCE porque para determinar tais paracircmetros dos dispositivos fotovoltaicos seraacute

necessaacuterio conhecer a I0 e mencionados no capiacutetulo II Poreacutem para as medidas

realizadas nesta pesquisa natildeo foram considerados o coeficiente de massa de ar o acircngulo

de inclinaccedilatildeo da luz incidente na amostra nem o comprimento de onda Paracircmetros que soacute

seratildeo determinados usando-se um sistema utilizado para caracterizaccedilatildeo de dispositivo

fotovoltaico No momento natildeo havendo disponibilidade de tal equipamento no laboratoacuterio

Observou-se que a inserccedilatildeo de OB em matrizes polimeacutericas isolantes tais como a

de PMAM e PS promoveram a absorccedilatildeo de foacutetons e portanto a formaccedilatildeo de eacutexciton Os

VOC foram de 008 V para o PMAMOB 35 e 03 V para PSOB 47 No caso do valor

de VOC obtidos para o PSOB 47 o nuacutemero eacute aproximadamente o mesmo valor da

diferenccedila da funccedilatildeo trabalho entre o PEDOTPSS (49 eV ) e a Ag (46 eV) No entanto

para o PMAMOB 35 este nuacutemero eacute inferior agrave diferenccedila da funccedilatildeo trabalho entre

PEDOTPSS e a Ag Aqui vale a pena ressaltar que as funccedilotildees trabalho do PEDOTPSS

podem variar entre 48 e 49 eV e a funccedilatildeo trabalho da prata podem variar de 452 eV e

474 eV dependendo da interface entre os materiais da camada ativa Assim pegou-se o

valor de 474 eV para a funccedilatildeo trabalho da prata e de 48 eV para o PEDOTPSS obteve-se

um valor de 006 eV o qual estaacute bastante proacuteximo do valor de 008 eV que eacute a tensatildeo de

circuito aberto obtida para a amostra de PMAMOB 35 Os valores de VOC satildeo limitados

pelo potencial de contato ou pelas diferenccedilas entre a funccedilatildeo trabalho dos eletrodos Sendo

assim neste sistema natildeo eacute possiacutevel conseguir tensotildees de VOC maiores Entretanto se for

utilizado materiais onde as funccedilatildeo trabalho dos eletrodos sejam muito diferentes poderaacute

obter VOC ainda maiores Os resultados obtidos nesse trabalho satildeo menores que os

relatados em trabalhos publicados [48-52] Contudo trabalhou-se com novos materiais

abundantes e baratos Aleacutem de se ter usado oacuteleo vegetal que eacute um material natural e que se

acredita no seu potencial para em breve obter melhores resultados

354 Caracterizaccedilatildeo dos Materiais por Microscopia de Forccedila Atocircmica (AFM)

Um dos paracircmetros importantes nos filmes polimeacutericos eacute a topologia pois a partir

dela se se pode inferir a uniformidade das camadas A questatildeo da uniformidade da

superfiacutecie dos materiais em Eletrocircnica Orgacircnica eacute importante porque permite conhecer o

62

desempenho eletrocircnico dos filmes Fatores como injeccedilatildeo e o transporte de cargas podem

ser facilitados ou bloqueados dependendo da espessura da camada polimeacuterica e da sua

regularidade fiacutesica ou quiacutemica [53] Neste sentido eacute importante investigar a topografia dos

materiais para que se possam entender fenocircmenos de transporte eletrocircnico que podem

ocorrer ou natildeo sob influecircncia da morfologia

As imagens por microscopia de forccedila atocircmica (AFM) revelaram diferenccedilas entre

filmes com as matrizes polimeacutericas puras e filmes com as matrizes modificadas com OB

O PS puro mostrou uma superfiacutecie suave com alguns relevos dispersos na aacuterea de

varredura (Figura 329) A presenccedila de oacuteleo de buriti nesta matriz polimeacuterica modificou

significativamente a superfiacutecie do material Houve formaccedilatildeo de pequenos e numerosos

gloacutebulos que ocorrem em um periacuteodo de espaccedilo muito pequeno resultando em uma

superfiacutecie aparentemente rugosa (Figura 330) Para o material PSOB 47 eacute possiacutevel

observar uma maior ocorrecircncia de picos regiotildees mais claras confirmando a possibilidade

da rugosidade do material


contato Representaccedilatildeo tridimensional Aacuterea (20 x 20) μm

63

Figura 3 30 ndash Topografia da superfiacutecie do poliacutemero PS OB 47 por AFM modo contato

Representaccedilatildeo tridimensional Aacuterea (20 x 20) μm

A superfiacutecie do PMAM ao contraacuterio da superfiacutecie do PS apresentou possiacutevel

protuberacircncia ou gloacutebulos esfeacutericos em toda aacuterea de varredura (Figura 331) Haacute aacutereas onde

existe uma grande incidecircncia de vales identificados na figura por regiotildees mais escuras

Essas podem ser localizadas nas extremidades da amostra enquanto que no centro da

superfiacutecie haacute grandes nuacutemeros de picos indicando a possibilidade de ser um material com

bastante rugosidade

64


de forccedila atocircmica no modo contato Representaccedilatildeo tridimensional Aacuterea (20 x 20) μm


no modo contato Representaccedilatildeo tridimensional Aacuterea (20 x 20) μm

65

A presenccedila de OB na concentraccedilatildeo de 35 na matriz de PMAM resultou em

pequenas mudanccedilas na topografia do material (Figura 332) Natildeo houve grandes mudanccedilas

na morfologia da superfiacutecie do filme que possa ser determinada visualmente Entretanto a

geometria dos gloacutebulos foi alterada de uma forma arredondada (Figura 331) para uma

forma pontiaguda (Figura 332)

Outro material estudado foi o P3HT com OB puro e o P3HT + PSOB 47 A

superfiacutecie do filme de P3HTOB puro (Figura 334) tambeacutem mostrou um material com

possiacuteveis rugosidade em sua superfiacutecie entretanto a diferenccedila entre esta superfiacutecie e a

topografia do material P3HT+ PSOB 47 (figura 335) estaacute no tamanho das estruturas

que compotildeem a superfiacutecie de ambos os materiais


modo contato Representaccedilatildeo tridimensional Aacuterea (20 x 20) μm

66



A Figura 333 revela estruturas menores que consequumlentemente ocupam um

espaccedilo menor dentro da aacuterea de varredura e por isso se apresentam em grande nuacutemero

resultando a possibilidade de rugosidade mais alta

A Figura 334 mostra estruturas do material P3HT+PS OB 47 que apresentam

geometrias similares agrave do material P3HTOB puro contudo com dimensotildees maiores

Desta forma estas estruturas ocupam um espaccedilo maior dentro da aacuterea de varredura e se

apresentam em menor quantidade proporcionando possiacuteveis rugosidades em tamanhos

menores que o P3HT OB puro

67

Capiacutetulo IV

Conclusotildees e Recomendaccedilotildees

68

4 ndash CONCLUSOtildeES E RECOMENDACcedilOtildeES

Atraveacutes destes estudos preliminares em linhas gerais os dispositivos projetados

construiacutedos e as medidas obtidas neste trabalho permitem direcionar para a construccedilatildeo e

caracterizaccedilatildeo de dispositivos fotovoltaicos baseados no uso do OB como dopante Os

dados obtidos satildeo bastante promissores e sinalizam para o alcance do sucesso na

construccedilatildeo desses dispositivos a partir de matrizes modificadas com OB

Os resultados apresentados no capiacutetulo III no toacutepico referente aos dados

experimentais e resultados I foram dos dispositivos desenvolvidos baseados no modelo

dos dispositivos fotovoltaicos desenvolvidos por Graumltzel com o propoacutesito de observar o

OB como eletroacutelito da camada ativa Medidas de VOC e ISC para as amostras

confeccionadas foram mensuradas embora os resultados obtidos fossem baixos quando

comparados com a literatura Contudo os materiais empregados satildeo novos e mostraram

promissores

No contexto dos dados experimentais e resultados I apresentou-se o

desenvolvimento de dispositivos usando o substrato de PET desenvolvendo a

configuraccedilatildeo de dispositivo fotovoltaico orgacircnico monocamada direcionados na busca de

substratos flexiacuteveis de menor custo no propoacutesito de substituir o substrato de vidro

recoberto com FTO Para estes dispositivos consegui-se obter valores de VOC e ISC sob

iluminaccedilatildeo de lacircmpada usando um multiacutemetro para as referidas medidas Entretanto esse

tipo de substrato apresentou diversas inviabilidades conforme relatado nesta pesquisa

Novamente trabalhou-se com substrato de vidro recoberto com FTO com

configuraccedilatildeo de dispositivo fotovoltaico orgacircnico monocamada Acredita-se que as

espessuras dos filmes das camadas ativas possam ter influenciado nos baixos resultados

obtidos Ateacute essa etapa dos experimentos as camadas ativas eram construiacutedas

manualmente proporcionando assim camadas ativas espessas

Os resultados apresentados no toacutepico referente aos dados experimentais e resultados

II abordaram a configuraccedilatildeo monocamada em substrato de vidro recoberto com FTO onde

se fez o uso de camadas ativas com poliacutemero semicondutor P3HT misturado com OB Para

efeito de comparaccedilatildeo construiu-se camada ativa usando o PS um poliacutemero isolante

misturado com 47 de OB A partir destes experimentos os filmes dos dispositivos foram

confeccionados com spin coater o que proporcionou a construccedilatildeo de filmes mais finos

As caracterizaccedilotildees foram realizadas usando lacircmpadas e luz solar direta para

medidas de VOC e ISC com o multiacutemetro tambeacutem foram realizadas caracterizaccedilotildees com

69

curvas I-V sob a luz ambiente do laboratoacuterio As curvas levantadas mostraram efeitos

semelhantes ao efeito fotovoltaico para os materiais das camadas ativas pesquisadas Pelos

resultados obtidos nessa etapa do trabalho observou-se que as amostras confeccionadas

com o poliacutemero isolante misturado com o OB apresentaram melhores desempenhos

Embora jaacute existam resultados na literatura usando o semicondutor P3HT para fazer

dispositivos fotovoltaicos orgacircnicos com desempenho relativamente alto nas pesquisas

desenvolvidas nesse trabalho o uso do P3HT natildeo sinalizou vantagens em relaccedilatildeo ao uso

do poliacutemero isolante PS

Nesse trabalho as pesquisas foram focadas apenas em materiais de baixo custo

que proporcionaram resultados animadores usando o poliacutemero PS misturado com OB

Os resultados apresentados nos toacutepicos que abrangem os dados experimentais e

resultados III abordaram o uso dos poliacutemeros isolantes PS e PMAM modificados com OB

na configuraccedilatildeo de dispositivo fotovoltaico em monocamada usando substrato de vidro

recoberto com FTO Foram realizadas medidas eleacutetricas diretas dos dispositivos sob

iluminaccedilatildeo de lacircmpadas e iluminaccedilatildeo solar fazendo-se uso de multiacutemetro para as medidas

Tendo respostas interessantes com estes experimentos pois as medidas foram realizadas

com multiacutemetros comuns com cabos que apresentam impedacircncias que agregaram perdas

substanciais das tensotildees e correntes geradas pelos dispositivos Mesmo assim obtiveram-

se as medidas de VOC e ISC

Os resultados mais empolgantes foram os caracterizados com curvas I-V

desenvolvidos com substratos tendo parte do FTO removidas no qual se permitiu

visualizar as curvas de tensatildeo e corrente apenas dos filmes sem a interferecircncia do filme

condutor de FTO Em vaacuterias amostras pocircde-se observar um efeito fotovoltaico entretanto

com valores bem abaixo aos relatados pela literatura vigente sobre o assunto

Nesse trabalho apresentou-se um material novo e promissor na aacuterea de pesquisa

dos dispositivos fotovoltaicos orgacircnicos como tambeacutem o uso de oacuteleos vegetais como

dopante de poliacutemeros para o desenvolvimento de dispositivo de baixo custo com

tecnologia de faacutecil domiacutenio e acessiacutevel

Os resultados apresentados sugerem os seguintes trabalhos futuros

1 Desenvolvimento de dispositivos fotovoltaicos orgacircnicos agrave base de poliacutemeros

isolantes com camadas ativas mais finas na ordem de nanocircmetros a fim de facilitar

a dissociaccedilatildeo dos eacutexcitons nas interfaces dos materiais O uso de novas teacutecnicas de

deposiccedilatildeo para conseguir filmes nesta ordem de grandeza

70

2 Desenvolvimento de novas estruturas usando os PSOB 47 e PMAMOB 35

em novas arquiteturas como os dispositivos em bicamadas e heterojunccedilatildeo para

melhorar os resultados jaacute obtidos

3 Siacutentese de novas misturas com poliacutemeros usando outros oacuteleos vegetais abundantes

na natureza que apresentaram absorccedilatildeo na faixa do espectro visiacutevel

4 Construccedilatildeo de novos eletrodos de contatos usando teacutecnicas de evaporaccedilatildeo com o

intuito de diminuir as resistecircncias dos contatos e melhorando a coleta das correntes

geradas

5 Caracterizar as amostras usando o simulador solar Caracterizar os filmes usando

perfilocircmetro e AFM buscando filmes com menos rugosidades Correlacionar

medidas das curvas I ndashV com as medidas de AFM

71

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75

APEcircNDICES

77

APEcircNDICE 1

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Artigo Aceito

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aceito (2010)

Resumo Publicado

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oil In 11 th International Conference on Advanced Materials (ICAM2009) 2009 Rio

de Janeiro 11 th International Conference on Advanced Materials 2009

78

A possible Organic Solar Cell Based on Buriti Oil

E R da Silva a J A Duratildees

b and A M Ceschin

a

a Departamento de Engenharia Eleacutetrica - Laboratoacuterio de Dispositivos e Circuito

Integrado Universidade de Brasiacutelia CP 4386 CEP 70904-970 Brasiacutelia DF - Brasil b Instituto de Quiacutemica ndash Laboratoacuterio de Pesquisa em Poliacutemeros Universidade de

Brasiacutelia

CEP 70904-970 Brasiacutelia DF ndash Brasil

This work proposes a new approach - the possible production of

organic solar cells based on Buriti oil We propose the

formation of an active layer three types of mixture always

exploring the use of Buriti oil The active layers were deposited

by spin coating the mixture of Buriti oil polystyrene (PS) Buriti

oil poly (3- hexylthiophene) (P3HT) and blend Buriti oil PS

plus P3HT For the three devices investigated here we use a

glass substrate coated with fluoride-doped tin oxide (FTO) An

electrode of poly (34-ethylenedioxythiophene) poly (4-

styrenesulfonate) (PEDOT PSS) was deposited by spin coating

The other electrode was painted on top with silver conductive

ink (Ag) We show two different illuminations for the

characterization of the devices For the acquisition of measures

resistance () open circuit voltage (VOC) and the short circuit

current (ISC) a common digital multimeter was used

Introduction

Organic solar cells are being investigated for their potential use in the cheap and

clean conversion of abundant solar energy In addition polymer solar cells have

attracted considerable attention because of their potential use in low-cost lightweight

solution processable and flexible large-area panels (1) In the best performing solid state

organic solar cells reported to date (23) a conjugated polymer is blended with an

electron accepting material to form the bulk-heterojunction structure for efficient

exciton dissociation (34) Academic attention has focused on blends of poly (3-

hexylthiophene) (P3HT) and [66]-phenyl C61-butyc acid methyl ester (PCBM) since

these two materials show the highest power conversion efficiency in their bulk-

heterojunction which is around 5 The combination of unique semiconducting

electronic property and mechanical aspects similar to conventional plastics is an

attractive feature in spite of the lower efficiencies prevailing in these systems Each

polymer has unique properties and responds differently to different stimulus However

its characteristics can be improved by blending two polymers or by adding some

compounds called additives producing interesting results As an example we can take a

polystyrene (PS) matrix mixed with Buriti oil this modified material shows a very

broad absorption between 150 to 400 nm with a maximum at 320 nm (67) Figure 1

shows the spectrum of absorption for four types of concentration of Buriti oil in PS

matrix

79

Figure 1 Spectra of absorption of UV radiation of PS films and PS- Buriti oil (7)

This feature makes it a promising candidate for photovoltaic studies Based on

this result we decided to investigate Buriti oil P3HT Buriti oilPS and Buriti

oilPSP3HT mixtures in solar cell fabrication Thus the possible fabrication of the

Buriti oil solar cell and its results are reported and discussed here

Sample Preparation

The devices consist basically of an active layer made of Buriti oilPS or Buriti

oilP3HT films or Buriti oilPSP3HT material placed in-between the bottom

electrode of poly(34-ethylenedioxythiophene)poly(4-styrenesulfonate) (PEDOTPSS)

and the top silver (Ag) electrode Devices were assembled on glass substrates covered

with fluoridedoped tin oxide (FTO) with planar resistance in order of 30 _ cm without

further treatment The actives layer and the bottom electrode were deposited by spin

coating (6000 and 5000 rpm respectively) while the silver electrode was painted

PEDOT PSS was used in order to smooth the FTO surface and to decrease the hole

barrier A first kind of active layer was prepared through deposition (6000 rpm spin

coating) of a solution prepared by dissolving appropriate amounts of PS and Buriti oil

4681 wt (extracted with supercritical CO2) at room temperature in analytical grade

reagent chloroform The second kind of active layer was prepared through deposition of

Buriti oil and P3HT mix dissolved in analytical grade reagent toluene The last active

layer was prepared by mixing Buriti oilPS with P3HT dissolved in an analytical grade

reagent chloroform

After each spin coating deposition the films were dried in a stove at 100 0C for

about 15 minutes Devices of active area A~ 20 cm2 were obtained Figure 2 shows a

schematic view of the finished device

80

Figure 2 Structure of the Buriti oil solar cell

Characterization

The measurements were obtained using a common digital multimeter model

ET-2042C Minipa The samples were subjected to direct irradiation of an Hg spectral

lamp (80 W) for five minutes For such measures we did not consider neither

interference of the illumination nor the samplersquos angle of inclination The series

resistance of the device was also collected as this is one that has a direct relation with

the value of this measure as shown in Table 1 the lower the resistance the greater the

current collected All the results are shown in Table 1

Table 1 VOC and ISC for the different solar cell illuminated with an Hg spectral

lamp (80W)

VOC (mV) ISC (mA) R (cm2)

Buriti oil PS 21 009 740

Buriti oil P3HT 18 002 369

Buriti oil PS+P3HT 17 001 717

To observe a real situation the same sample group was exposed to direct

sunlight in hours of intense sun between 1100 am and 0100 pm taking into account

that all samples had an exposure time of approximately five minutes In this step a

convergent lens was used to concentrate the solar light on the device (8 and 9) In this

experiment angle of incidence and the solar irradiation were not measured The results

are shown in Table 2

Table 2 VOC and ISC for the different solar cell illuminated by direct solar light





Results and analysis

Based on the values of VOC and ISC obtained for the samples it can be clearly

observed that sunlight exposure provided better results when compared to the artificial

81

illumination The main reason for such a situation could be related to the use of Hg

lamp that is not appropriated In spite of this the devices based-on Buriti oil presented

good performances in both cases This effect may be due to the lower resistance value

of the first samples When the illumination is promoted by the sun the VOC increases

but the ISC remains the same maybe as a consequence of the resistance value or

because the samples becomes hotter For the samples made with Buriti oil P3HT and

Buriti oil PS P3HT materials and illuminated by the spectral lamp similar results for

VOC and ISC were observed Under sunlight illumination the values of VOC and ISC

are greater than that obtained for the spectral lamp lighting

Conclusions

In this paper we show that Buriti oilPS and Buriti oil P3HT materials can be

used as an active layer for solar cells The behavior of the samples based-on Buriti

oilPS showed better results for the two types of illumination It is important to

emphasize tha these results are just a part of the devices characterization which still

requests the fulfillment factor (FF) as well as cell efficiency determination Such

calculations are on process but all the obtained data are satisfactory and promising

because our main aim is to develop solar cells using more accessible organic materials

such as the Buriti oil PS blend

Acknowledgments

The authors gratefully acknowledge CNPq and NAMITECMilenio Institute for

financial support

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82

Study of organic MIM junctions for use in photovoltaic devices

E R Silva A R S Romariz and A M Ceschin

Departamento De Engenharia Eleacutetrica Laboratoacuterio de Dispositivos e Circuito

Integrado (LDCI) Universidade de Brasiacutelia Campus Darcy Ribeiro Brasiacutelia CP

4386 CEP 70904-970 Brasiacutelia ndash DF Brasil

We report here photovoltaic effects on Buriti oil (Mauritia

flexuosa) mixed in an insulating polymers matrix The samples

studied here consist of an active layer based on polystyrene (PS)

and poly (methilmethacrilate) (PMMA) mixed with Buriti Oil

(BO) The structure of the device was glassFTO Poly (3 4-

ethylenedioxythiophene) (PEDOT) poly (styrenesulfonate)

(PSS) active layer Ag These mixtures are promising materials

in the fabrication of organic photovoltaic devices The advantage

of these mixtures is their low cost of production and ease in

fabrication Electrical measurements were obtained in both a lit

room and in the dark We can observe photovoltaic effects in all

samples mixed with OB This effect is very interesting because

we are working with an insulating polymer instead of the

semiconductor polymer In this work we have been developing a

junction of the metalndash insulatorndashmetal (MIM) diode that acts like

a photovoltaic device

Introduction

In the past years various new materials and mixtures for fabricating

photovoltaic devices have been proposed for higher conversion efficiencies and lower

cost processes (1 2) Organic solar cells are being investigated for their potential use in

the clean conversion of solar energy through large-area solar panels (3 4 and 5)

Academic attention has focused on blends of poly (3-hexylthiophene) (P3HT) and [6

6]-phenyl C61-butyc acid methyl ester (PCBM) since these two materials show the

highest power conversion efficiency in their bulkheterojunction which is around 5

(6)

Each polymer has unique properties and responds differently to different stimuli

However its characteristics can be improved by blending two polymers or by adding

some compounds called additives thus producing interesting results As an example we

can take the BO mixed in a PS matrix and one mixed in a PMMA matrix This modified

material shows a very broad absorption between 250 to 400 nm with a maximum at 320

nm (7) Based on this result we decided to investigate the OB mixtures in the fabrication

of photovoltaic devices One possible way to enhance the quantum efficiency of a

photovoltaic device is to add dyes that have high absorption efficiency to the host

materials (8) The addition of BO in the PS and PMMA matrices increases this

efficiency The OB is added with the polymers to improve the efficiency on the active

layers of the insulating materials In this paper we will present photovoltaic parameters

on devices based on insulating polymers mixed with BO deposited on a substrate

83

covered with fluorine doped tin oxide (FTO) The devices were fabricated by the spin

coating technique the open circuit voltage (VOC) and short-circuit current density (JSC)

of the BOPS device are 03V and 039 nAcm2 respectively which is 0212V higher

than BOPMMA devices The fill factor (FF) that defines power extraction efficiency of

BOPS devices is 026 against 020 in the BOPMMA devices

Experimental

Our devices were based on previous studies about insulating polymers mixed

with BO (7) The material for the active layer BOPS and BOPMMA of the MIM

junction was chosen because this materials posses two regionrsquos absorption the first

range in 250 at 400 nm that has a peak at 320 nm and the second in the range of 500 at

700 nm The fact these materials absolve in visible region allow to realization of study

about applications in photovoltaic devices (9) We were still able to get good results

from the investigation of BO for make photovoltaic devices

The samples were assembled on glass substrates covered with FTO The

resistance of the plate is asymp 41-60 Ω Prior to depositing the layers part of the FTO

substrate was removed the FTO was corroded using a homogenous ink prepared with

powdered zinc (Zn) Additionally it is possible to use tape or enamel in order to save

part of the FTO After these procedures the substrate is dipped in a diluted solution of

hydrochloric acid (HCI) After the corrosion stage the substrate goes through a cleaning

process that was also performed before corrosion The substrates are cleaned to remove

grease and residual chemicals Corrosion is necessary to avoid short circuits between

the devicersquos electrode contacts (10) The devices were fabricated in a typical

sandwiched structure with the active layers sandwiched between two electrodes the

bottom electrodes consist of conducting polymer film deposition of (PEDOT PSS)

purchased from Bayer This forms the anode that was deposited on the FTO We use it

in order to increase the positive carrier collection of the active layer The film was made

using the spin coating technique with 6000 rotations per minute (rpm) for 55 seconds

Next it was dried in an oven at a temperature of 50 deg C for 15 minutes The cathode was

made with a conductive ink of silver (Ag) acquired from Silver Ink having 99 purity

with painting done by hand because more precise techniques were not available The

materials used in the active layer were pure PS PS mixed with 47 BO pure PMMA

and PMMA mixed with 35 BO Four types of active layers were used All the

mixtures were made with an appropriate quantity of the analytical reagent chloroform at

room temperature Before the deposition the solutions were stirred with magnetic

agitate for 30 minutes in order to ensure greater uniformity for the mix A schematic

view finished device (glass FTO PEDOT PSS active layer Ag) is shown in figure

1 The film thicknesses of the active layers were measure using a Dektak 150

profilometer These values are about 1μm We could not obtain a thinner device because

of the high viscosity of the material In our final device the active area is approximately

009 cm2

Figure 1 Schematic of the finished Device

84

Results and Discussion

The devices with different active layers were prepared following the procedure

described above at room temperature The currentndashvoltage (I-V) characteristics were

measured using a Keithley 2400 programmable software semiconductor measuring

system In all samples without oil devices using only insulating polymer like PS and

PMMA ohmic behavior was observed for bias voltage between -2 and 2 V The device

with pure PS has greater resistance than the one with pure PMMA Perhaps this happens

due to differences in layer thickness or intrinsic material properties But when BO is

added to the mixture we get a different behavior for I-V curves in the two cases We

observed that the sample of PS BO had larger current than PMMABO Figure 2

shows the curves for the PS mixture with and without BO 47 In Figure 3 we have

curves for the PMMA mixture with and without BO 35 In these two cases we

observed curves that look like MIM diode characteristic curves

Figure 2 The I-V Curves characteristics of ohmic behavior and MIM diode for

the PMMA

Figure 3 The I-V Curves characteristics of ohmic behavior and MIM diode for the PS

85

We also noticed a photovoltaic effect in the junctions based in BO at room

temperature Measurements were taken both in the dark and with the room fluorescent

light on In all observations we saw slight photovoltaic effects in all devices made using

insulating polymers with BO mixtures in the active layer In Figure 4 this effect is

shown for PSBO and in Figure 5 for PMMABO

Figure 4 Curve characteristics PS dark and light

Figure 5 Curve characteristics PMMA dark and light

86

For such measures we did not consider either air mass coefficient or the

samplersquos inclination angle for these characterizations because we donrsquot have

characterization equipments Thus we are unable to calculate the conversion efficiency

() The voltage bias was varied from -1 to 1 V but here it is shown with a smaller

interval to better visualize this slight effect In Table 1 the values are shown for the

samples insulating polymer mixed with BO for Voc Jsc and fill factor FF In summary

these parameters are important for characterizing our devices The FF is the ratio that

determines the maximum operating current and voltage of the photovoltaic device and

was calculated as FF = VpIpVocIsc (11) All the values are extracted from the curves

Table 1 Summary of the photovoltaic devices performance with and without light

Active Layer VOC

(mV)

JSC

(nAcm2)

FF

PSBO 47 300 039 026

PMMABO 35 86 216 020

We have seen that the insertion of BO at the matrices of insulating polymers

such as PMMA and PS promote the absorption of photons and therefore the formation

of excitons However we do not have a maximum absorption because of the peak of

absorption of the active layers is in range of 200 to 400 nm while the illumination used

was in the visible region The excitons generated were dissociates and the charges

created were collected in their respective electrodes to form the short-circuit Current

(ISC) This current is small due to the film thickness of the active layer Thus carriersrsquo

recombination could be occurring before they reach their respective electrodes

The measured VOC was 008 V to PMMABO and 03 V to PSBO For the

PSBO this number is roughly the same as the difference in work function between

PEDOT PSS and Ag However for the PMMABO this number is lower than the

difference in work function between PEDOTPSS and Ag All this contributed for the

values low ISC VOC and FF The results obtained here are very below that reported in

recent papers (12 13)

Conclusion

We have been working with polymer insulating with additions of material cheap

an abundant of in nature We presented preliminary results for the MIM junction diode

We used BO mixed with insulating polymer to form the active layers This way we get a

value for ISC VOC and FF but we can observe photovoltaic effect in the majority of the

samples with the BO The active layers have a region of absorption outside of the solar

spectrum and the thickness was thick Because of the collection the carrier was hindered

before to reach the collectorrsquos electrode The devices shown here is very easy to make

and can be made in a large area

Acknowledgments

87

The authors gratefully for the financial support received from National Counsel

of Technological and Scientific Development (CNPq) National Institute of Science and

Technology of Micro and Nanoelectronics Systems (NAMITEC) This paper was

partially supported from a scholarship granted by Coordenaccedilatildeo de Aperfeiccediloamento de

Pessoal de Niacutevel Superior (CAPES) for the first author that also wishes to thank for this

References

1 Koumlnenkamp R Dloczik L Ernst K and Olesch C (2002) Physica E 14 219 ndash 223

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033714-6

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12 Zhan X Tan Z Domercq B An Z Zhang X Barlow S Li Y Zhu D Kippelen B

and Marder SR (2007) J Am Chem Soc 129 7246

13 Ie Y Uto T Saekia A Seki S Tagawa S Aso Y (2009) Synthetic Metals 159

797ndash801

88

ii







DISSERTACcedilAtildeO SUBMETIDA AO DEPARTAMENTO DE

ENGENHARIA ELEacuteTRICA DA FACULDADE DE TECNOLOGIA DA

UNIVERSIDADE DE BRASIacuteLIA COMO PARTE DOS REQUISITOS

NECESSAacuteRIOS PARA A OBTENCcedilAtildeO DO GRAU DE MESTRE

APROVADO POR

BRASIacuteLIADF JUNHO DE 2010

iii




2010











p









____________________________


QNA 14 casa 21


iv

AGRADECIMENTOS










trabalho
















Muito Obrigada

v




vi





vii

RESUMO


















PMAM OB 35









viii




















microscopy (AFM)




ix

SUMAacuteRIO


























x



























xi














APEcircNDICE 1 77


xii

LISTA DE TABELAS
















5 minutos 38



















xiii

LISTA DE FIGURAS


simples e duplas 6






duas estruturas 8




















17



[21] 19




xiv


OB [40] 21




frontal 25


LDCI 25













amostras 40















xv








varredura 54






e PS OB 47 58


puro e PMAMOB 35 59

















xvi


Ag ndash Prata




C7H8 ndash Tolueno



Fluorine




molecular orbital








short circuit


molecular orbital





xvii



















Capiacutetulo I


2


















conversatildeo















3
































semicondutor P3HT

4


























5

Capiacutetulo II


6





















mais simples







simples e duplas

7










grande de orbitais











8







duas estruturas












9






torno de 105 cm


















10

















11




IPCE()=

(21)

Onde






fotovoltaicos















12




















[1819]

13











FF

(22)


retacircngulo

14






=

(23)



(24)




uso em engenharia












15



















16



















condutores [26]




17














18




















19


[21]






polpa


cor amarelada [21]



20



















21










OB [40]

22

Capiacutetulo III


Resultados

23


31 ndash MATERIAIS



























24















25


frontal






LDCI

26










varredura de 1 Hz


27


























28


PSOB 8



















29




lacircmpada


CS2 03 09 027 240

CS3 06 05 030 240

CS4 02 01 020 240

















fita adesiva




30







lacircmpada


CS6 18 09 162 240

CS7 ndash ndash 240

CS8 09 03 027 240


















31

























32









calculada








Lacircmpada

Resistecircncia

Ohms


P2 09 01 09 240 890

P3 15 07 105 240 550

P4 09 06 054 240 1500

2000 P5 24 09 216 240




110 04 01 04

160 06 02 012

220 07 03 021

240 09 06 054

33





















34



























35


durante 5 minutos


v3 06 02 012 240

v5 05 01 050 240

v7 11 09 099 240






















36






























em geral

37




(b)







LAMPS








38




PSOB 47 02 001 2


PSOB 47P3HT 06 002 12




PSOB 47 12 006 72


PSOB 47P3HT 11 005 55











5 minutos


PSOB 47 22 002 44


PSOB 47P3HT 17 001 17

39















amostras















40









minutos









novas amostras

41












PS OB 47 21 009 189

OBP3HT 18 002 36

PSOB 47P3HT 17 001 17











42









PS OB 47 62 009 558

OBP3HT 33 003 99

PSOB 47P3HT 25 002 50








43

















A foi negativa



obtidos



44





45











lacircmpada de Hg






46





























47








tabela 311




PS puro 02 000 00

PSOB 47 08 003 0024

PMAM puro 02 000 00

PMAMOB 35 06 002 0012





obtidos




PS puro 11 001 0011

PSOB 47 39 006 0234

PMAM puro 09 002 0018

PMAMOB 35 27 004 0108

48

















spin coater











49




















PS puro 18 004 0072 A5

PS OB 47 49 008 0392 A6

PMAM puro 11 001 0011 A7

PMAMOB 35 48 005 024 A8

50




PS OB 47 11 003 0033 A9

PS puro 08 0 0 A10

PS puro 1 001 001 A11

PS OB 47 19 003 0057 A13

PS OB 47 11 003 0033 A14

PS OB 47 12 002 0024 A15

PMAM puro 09 001 0009 A16

PMAM puro 07 001 0007 A17

PMAMOB 35 11 001 0011 A18

PMAMOB 35 14 005 007 A19




PS OB 47 12 004 0048 A9

PS puro 06 01 006 A10

PS puro 08 001 008 A11

PS OB 47 21 004 0084 A13

PS OB 47 15 003 0045 A14

PS OB 47 10 002 002 A15

PMAM puro 07 001 00007 A16

PMAM puro 08 001 00008 A17

PMAMOB 35 12 003 0036 A18

PMAMOB 35 13 005 0065 A19





51





para VOC e ISC











52





53







nanocircmetros








54


varredura








316 e 317








55




PS puro 194 202 189 195

PS OB 47 283 305 296 2946

PMAM puro 127 90 105 1073

PMAM OB 35 235 269 259 2543




PS puro 126 130 128 128

PS OB 47 221 218 208 2156

PMMA puro 76 113 97 953

PMMA OB 35 196 163 180 1796
















56
























57










ambiente











58















metal (MIM) [47]


e PS OB 47

59


puro e PMAMOB 35







respectivamente




60





61
































62

















63








bastante rugosidade

64





65













66











67

Capiacutetulo IV


68













promissores





















69


































70








geradas




71









Maio de 2007



em maio de 2007








3039 2004




42 pp 3324-3332 2006



213506-3 2006







10748-9 2008




KGaA Germany 1995




72








PR 2000



PR 2010




Paulo 1991



























746 2009

73



Vol 91 pp 986ndash995 2007



Vol 118 pp 105-109 2001







em janeiro de 2010







2008

















Paulo SP 2006






6 1998



74











6 2008




033714-6 2008




pp 465204-9 2009










75

APEcircNDICES

77

APEcircNDICE 1


Artigo Publicado





(2009)

Artigo Aceito





aceito (2010)

Resumo Publicado




78



b and A M Ceschin

a



Brasiacutelia

















Introduction



















matrix

79






Sample Preparation















reagent chloroform




80


Characterization









lamp (80W)



















81










Conclusions









Acknowledgments


financial support

References




775











82






















Introduction








(6)













83






Experimental


































009 cm2


84















the PMMA


85








86











Active Layer VOC

(mV)

JSC

(nAcm2)

FF

PSBO 47 300 039 026

PMMABO 35 86 216 020















Conclusion









Acknowledgments

87






References



Lett92 143307






1591ndash1592






Pennigton 2009 v 23 p 553-556



033714-6






797ndash801

88

iii




2010











p









____________________________


QNA 14 casa 21


iv

AGRADECIMENTOS










trabalho
















Muito Obrigada

v




vi





vii

RESUMO


















PMAM OB 35









viii




















microscopy (AFM)




ix

SUMAacuteRIO


























x



























xi














APEcircNDICE 1 77


xii

LISTA DE TABELAS
















5 minutos 38



















xiii

LISTA DE FIGURAS


simples e duplas 6






duas estruturas 8




















17



[21] 19




xiv


OB [40] 21




frontal 25


LDCI 25













amostras 40















xv








varredura 54






e PS OB 47 58


puro e PMAMOB 35 59

















xvi


Ag ndash Prata




C7H8 ndash Tolueno



Fluorine




molecular orbital








short circuit


molecular orbital





xvii



















Capiacutetulo I


2


















conversatildeo















3
































semicondutor P3HT

4


























5

Capiacutetulo II


6





















mais simples







simples e duplas

7










grande de orbitais











8







duas estruturas












9






torno de 105 cm


















10

















11




IPCE()=

(21)

Onde






fotovoltaicos















12




















[1819]

13











FF

(22)


retacircngulo

14






=

(23)



(24)




uso em engenharia












15



















16



















condutores [26]




17














18




















19


[21]






polpa


cor amarelada [21]



20



















21










OB [40]

22

Capiacutetulo III


Resultados

23


31 ndash MATERIAIS



























24















25


frontal






LDCI

26










varredura de 1 Hz


27


























28


PSOB 8



















29




lacircmpada


CS2 03 09 027 240

CS3 06 05 030 240

CS4 02 01 020 240

















fita adesiva




30







lacircmpada


CS6 18 09 162 240

CS7 ndash ndash 240

CS8 09 03 027 240


















31

























32









calculada








Lacircmpada

Resistecircncia

Ohms


P2 09 01 09 240 890

P3 15 07 105 240 550

P4 09 06 054 240 1500

2000 P5 24 09 216 240




110 04 01 04

160 06 02 012

220 07 03 021

240 09 06 054

33





















34



























35


durante 5 minutos


v3 06 02 012 240

v5 05 01 050 240

v7 11 09 099 240






















36






























em geral

37




(b)







LAMPS








38




PSOB 47 02 001 2


PSOB 47P3HT 06 002 12




PSOB 47 12 006 72


PSOB 47P3HT 11 005 55











5 minutos


PSOB 47 22 002 44


PSOB 47P3HT 17 001 17

39















amostras















40









minutos









novas amostras

41












PS OB 47 21 009 189

OBP3HT 18 002 36

PSOB 47P3HT 17 001 17











42









PS OB 47 62 009 558

OBP3HT 33 003 99

PSOB 47P3HT 25 002 50








43

















A foi negativa



obtidos



44





45











lacircmpada de Hg






46





























47








tabela 311




PS puro 02 000 00

PSOB 47 08 003 0024

PMAM puro 02 000 00

PMAMOB 35 06 002 0012





obtidos




PS puro 11 001 0011

PSOB 47 39 006 0234

PMAM puro 09 002 0018

PMAMOB 35 27 004 0108

48

















spin coater











49




















PS puro 18 004 0072 A5

PS OB 47 49 008 0392 A6

PMAM puro 11 001 0011 A7

PMAMOB 35 48 005 024 A8

50




PS OB 47 11 003 0033 A9

PS puro 08 0 0 A10

PS puro 1 001 001 A11

PS OB 47 19 003 0057 A13

PS OB 47 11 003 0033 A14

PS OB 47 12 002 0024 A15

PMAM puro 09 001 0009 A16

PMAM puro 07 001 0007 A17

PMAMOB 35 11 001 0011 A18

PMAMOB 35 14 005 007 A19




PS OB 47 12 004 0048 A9

PS puro 06 01 006 A10

PS puro 08 001 008 A11

PS OB 47 21 004 0084 A13

PS OB 47 15 003 0045 A14

PS OB 47 10 002 002 A15

PMAM puro 07 001 00007 A16

PMAM puro 08 001 00008 A17

PMAMOB 35 12 003 0036 A18

PMAMOB 35 13 005 0065 A19





51





para VOC e ISC











52





53







nanocircmetros








54


varredura








316 e 317








55




PS puro 194 202 189 195

PS OB 47 283 305 296 2946

PMAM puro 127 90 105 1073

PMAM OB 35 235 269 259 2543




PS puro 126 130 128 128

PS OB 47 221 218 208 2156

PMMA puro 76 113 97 953

PMMA OB 35 196 163 180 1796
















56
























57










ambiente











58















metal (MIM) [47]


e PS OB 47

59


puro e PMAMOB 35







respectivamente




60





61
































62

















63








bastante rugosidade

64





65













66











67

Capiacutetulo IV


68













promissores





















69


































70








geradas




71









Maio de 2007



em maio de 2007








3039 2004




42 pp 3324-3332 2006



213506-3 2006







10748-9 2008




KGaA Germany 1995




72








PR 2000



PR 2010




Paulo 1991



























746 2009

73



Vol 91 pp 986ndash995 2007



Vol 118 pp 105-109 2001







em janeiro de 2010







2008

















Paulo SP 2006






6 1998



74











6 2008




033714-6 2008




pp 465204-9 2009










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APEcircNDICES

77

APEcircNDICE 1


Artigo Publicado





(2009)

Artigo Aceito





aceito (2010)

Resumo Publicado




78



b and A M Ceschin

a



Brasiacutelia

















Introduction



















matrix

79






Sample Preparation















reagent chloroform




80


Characterization









lamp (80W)



















81










Conclusions









Acknowledgments


financial support

References




775











82






















Introduction








(6)













83






Experimental


































009 cm2


84















the PMMA


85








86











Active Layer VOC

(mV)

JSC

(nAcm2)

FF

PSBO 47 300 039 026

PMMABO 35 86 216 020















Conclusion









Acknowledgments

87






References



Lett92 143307






1591ndash1592






Pennigton 2009 v 23 p 553-556



033714-6






797ndash801

88

iv

AGRADECIMENTOS










trabalho
















Muito Obrigada

v




vi





vii

RESUMO


















PMAM OB 35









viii




















microscopy (AFM)




ix

SUMAacuteRIO


























x



























xi














APEcircNDICE 1 77


xii

LISTA DE TABELAS
















5 minutos 38



















xiii

LISTA DE FIGURAS


simples e duplas 6






duas estruturas 8




















17



[21] 19




xiv


OB [40] 21




frontal 25


LDCI 25













amostras 40















xv








varredura 54






e PS OB 47 58


puro e PMAMOB 35 59

















xvi


Ag ndash Prata




C7H8 ndash Tolueno



Fluorine




molecular orbital








short circuit


molecular orbital





xvii



















Capiacutetulo I


2


















conversatildeo















3
































semicondutor P3HT

4


























5

Capiacutetulo II


6





















mais simples







simples e duplas

7










grande de orbitais











8







duas estruturas












9






torno de 105 cm


















10

















11




IPCE()=

(21)

Onde






fotovoltaicos















12




















[1819]

13











FF

(22)


retacircngulo

14






=

(23)



(24)




uso em engenharia












15



















16



















condutores [26]




17














18




















19


[21]






polpa


cor amarelada [21]



20



















21










OB [40]

22

Capiacutetulo III


Resultados

23


31 ndash MATERIAIS



























24















25


frontal






LDCI

26










varredura de 1 Hz


27


























28


PSOB 8



















29




lacircmpada


CS2 03 09 027 240

CS3 06 05 030 240

CS4 02 01 020 240

















fita adesiva




30







lacircmpada


CS6 18 09 162 240

CS7 ndash ndash 240

CS8 09 03 027 240


















31

























32









calculada








Lacircmpada

Resistecircncia

Ohms


P2 09 01 09 240 890

P3 15 07 105 240 550

P4 09 06 054 240 1500

2000 P5 24 09 216 240




110 04 01 04

160 06 02 012

220 07 03 021

240 09 06 054

33





















34



























35


durante 5 minutos


v3 06 02 012 240

v5 05 01 050 240

v7 11 09 099 240






















36






























em geral

37




(b)







LAMPS








38




PSOB 47 02 001 2


PSOB 47P3HT 06 002 12




PSOB 47 12 006 72


PSOB 47P3HT 11 005 55











5 minutos


PSOB 47 22 002 44


PSOB 47P3HT 17 001 17

39















amostras















40









minutos









novas amostras

41












PS OB 47 21 009 189

OBP3HT 18 002 36

PSOB 47P3HT 17 001 17











42









PS OB 47 62 009 558

OBP3HT 33 003 99

PSOB 47P3HT 25 002 50








43

















A foi negativa



obtidos



44





45











lacircmpada de Hg






46





























47








tabela 311




PS puro 02 000 00

PSOB 47 08 003 0024

PMAM puro 02 000 00

PMAMOB 35 06 002 0012





obtidos




PS puro 11 001 0011

PSOB 47 39 006 0234

PMAM puro 09 002 0018

PMAMOB 35 27 004 0108

48

















spin coater











49




















PS puro 18 004 0072 A5

PS OB 47 49 008 0392 A6

PMAM puro 11 001 0011 A7

PMAMOB 35 48 005 024 A8

50




PS OB 47 11 003 0033 A9

PS puro 08 0 0 A10

PS puro 1 001 001 A11

PS OB 47 19 003 0057 A13

PS OB 47 11 003 0033 A14

PS OB 47 12 002 0024 A15

PMAM puro 09 001 0009 A16

PMAM puro 07 001 0007 A17

PMAMOB 35 11 001 0011 A18

PMAMOB 35 14 005 007 A19




PS OB 47 12 004 0048 A9

PS puro 06 01 006 A10

PS puro 08 001 008 A11

PS OB 47 21 004 0084 A13

PS OB 47 15 003 0045 A14

PS OB 47 10 002 002 A15

PMAM puro 07 001 00007 A16

PMAM puro 08 001 00008 A17

PMAMOB 35 12 003 0036 A18

PMAMOB 35 13 005 0065 A19





51





para VOC e ISC











52





53







nanocircmetros








54


varredura








316 e 317








55




PS puro 194 202 189 195

PS OB 47 283 305 296 2946

PMAM puro 127 90 105 1073

PMAM OB 35 235 269 259 2543




PS puro 126 130 128 128

PS OB 47 221 218 208 2156

PMMA puro 76 113 97 953

PMMA OB 35 196 163 180 1796
















56
























57










ambiente











58















metal (MIM) [47]


e PS OB 47

59


puro e PMAMOB 35







respectivamente




60





61
































62

















63








bastante rugosidade

64





65













66











67

Capiacutetulo IV


68













promissores





















69


































70








geradas




71









Maio de 2007



em maio de 2007








3039 2004




42 pp 3324-3332 2006



213506-3 2006







10748-9 2008




KGaA Germany 1995




72








PR 2000



PR 2010




Paulo 1991



























746 2009

73



Vol 91 pp 986ndash995 2007



Vol 118 pp 105-109 2001







em janeiro de 2010







2008

















Paulo SP 2006






6 1998



74











6 2008




033714-6 2008




pp 465204-9 2009










75

APEcircNDICES

77

APEcircNDICE 1


Artigo Publicado





(2009)

Artigo Aceito





aceito (2010)

Resumo Publicado




78



b and A M Ceschin

a



Brasiacutelia

















Introduction



















matrix

79






Sample Preparation















reagent chloroform




80


Characterization









lamp (80W)



















81










Conclusions









Acknowledgments


financial support

References




775











82






















Introduction








(6)













83






Experimental


































009 cm2


84















the PMMA


85








86











Active Layer VOC

(mV)

JSC

(nAcm2)

FF

PSBO 47 300 039 026

PMMABO 35 86 216 020















Conclusion









Acknowledgments

87






References



Lett92 143307






1591ndash1592






Pennigton 2009 v 23 p 553-556



033714-6






797ndash801

88

v




vi





vii

RESUMO


















PMAM OB 35









viii




















microscopy (AFM)




ix

SUMAacuteRIO


























x



























xi














APEcircNDICE 1 77


xii

LISTA DE TABELAS
















5 minutos 38



















xiii

LISTA DE FIGURAS


simples e duplas 6






duas estruturas 8




















17



[21] 19




xiv


OB [40] 21




frontal 25


LDCI 25













amostras 40















xv








varredura 54






e PS OB 47 58


puro e PMAMOB 35 59

















xvi


Ag ndash Prata




C7H8 ndash Tolueno



Fluorine




molecular orbital








short circuit


molecular orbital





xvii



















Capiacutetulo I


2


















conversatildeo















3
































semicondutor P3HT

4


























5

Capiacutetulo II


6





















mais simples







simples e duplas

7










grande de orbitais











8







duas estruturas












9






torno de 105 cm


















10

















11




IPCE()=

(21)

Onde






fotovoltaicos















12




















[1819]

13











FF

(22)


retacircngulo

14






=

(23)



(24)




uso em engenharia












15



















16



















condutores [26]




17














18




















19


[21]






polpa


cor amarelada [21]



20



















21










OB [40]

22

Capiacutetulo III


Resultados

23


31 ndash MATERIAIS



























24















25


frontal






LDCI

26










varredura de 1 Hz


27


























28


PSOB 8



















29




lacircmpada


CS2 03 09 027 240

CS3 06 05 030 240

CS4 02 01 020 240

















fita adesiva




30







lacircmpada


CS6 18 09 162 240

CS7 ndash ndash 240

CS8 09 03 027 240


















31

























32









calculada








Lacircmpada

Resistecircncia

Ohms


P2 09 01 09 240 890

P3 15 07 105 240 550

P4 09 06 054 240 1500

2000 P5 24 09 216 240




110 04 01 04

160 06 02 012

220 07 03 021

240 09 06 054

33





















34



























35


durante 5 minutos


v3 06 02 012 240

v5 05 01 050 240

v7 11 09 099 240






















36






























em geral

37




(b)







LAMPS








38




PSOB 47 02 001 2


PSOB 47P3HT 06 002 12




PSOB 47 12 006 72


PSOB 47P3HT 11 005 55











5 minutos


PSOB 47 22 002 44


PSOB 47P3HT 17 001 17

39















amostras















40









minutos









novas amostras

41












PS OB 47 21 009 189

OBP3HT 18 002 36

PSOB 47P3HT 17 001 17











42









PS OB 47 62 009 558

OBP3HT 33 003 99

PSOB 47P3HT 25 002 50








43

















A foi negativa



obtidos



44





45











lacircmpada de Hg






46





























47








tabela 311




PS puro 02 000 00

PSOB 47 08 003 0024

PMAM puro 02 000 00

PMAMOB 35 06 002 0012





obtidos




PS puro 11 001 0011

PSOB 47 39 006 0234

PMAM puro 09 002 0018

PMAMOB 35 27 004 0108

48

















spin coater











49




















PS puro 18 004 0072 A5

PS OB 47 49 008 0392 A6

PMAM puro 11 001 0011 A7

PMAMOB 35 48 005 024 A8

50




PS OB 47 11 003 0033 A9

PS puro 08 0 0 A10

PS puro 1 001 001 A11

PS OB 47 19 003 0057 A13

PS OB 47 11 003 0033 A14

PS OB 47 12 002 0024 A15

PMAM puro 09 001 0009 A16

PMAM puro 07 001 0007 A17

PMAMOB 35 11 001 0011 A18

PMAMOB 35 14 005 007 A19




PS OB 47 12 004 0048 A9

PS puro 06 01 006 A10

PS puro 08 001 008 A11

PS OB 47 21 004 0084 A13

PS OB 47 15 003 0045 A14

PS OB 47 10 002 002 A15

PMAM puro 07 001 00007 A16

PMAM puro 08 001 00008 A17

PMAMOB 35 12 003 0036 A18

PMAMOB 35 13 005 0065 A19





51





para VOC e ISC











52





53







nanocircmetros








54


varredura








316 e 317








55




PS puro 194 202 189 195

PS OB 47 283 305 296 2946

PMAM puro 127 90 105 1073

PMAM OB 35 235 269 259 2543




PS puro 126 130 128 128

PS OB 47 221 218 208 2156

PMMA puro 76 113 97 953

PMMA OB 35 196 163 180 1796
















56
























57










ambiente











58















metal (MIM) [47]


e PS OB 47

59


puro e PMAMOB 35







respectivamente




60





61
































62

















63








bastante rugosidade

64





65













66











67

Capiacutetulo IV


68













promissores





















69


































70








geradas




71









Maio de 2007



em maio de 2007








3039 2004




42 pp 3324-3332 2006



213506-3 2006







10748-9 2008




KGaA Germany 1995




72








PR 2000



PR 2010




Paulo 1991



























746 2009

73



Vol 91 pp 986ndash995 2007



Vol 118 pp 105-109 2001







em janeiro de 2010







2008

















Paulo SP 2006






6 1998



74











6 2008




033714-6 2008




pp 465204-9 2009










75

APEcircNDICES

77

APEcircNDICE 1


Artigo Publicado





(2009)

Artigo Aceito





aceito (2010)

Resumo Publicado




78



b and A M Ceschin

a



Brasiacutelia

















Introduction



















matrix

79






Sample Preparation















reagent chloroform




80


Characterization









lamp (80W)



















81










Conclusions









Acknowledgments


financial support

References




775











82






















Introduction








(6)













83






Experimental


































009 cm2


84















the PMMA


85








86











Active Layer VOC

(mV)

JSC

(nAcm2)

FF

PSBO 47 300 039 026

PMMABO 35 86 216 020















Conclusion









Acknowledgments

87






References



Lett92 143307






1591ndash1592






Pennigton 2009 v 23 p 553-556



033714-6






797ndash801

88

vi





vii

RESUMO


















PMAM OB 35









viii




















microscopy (AFM)




ix

SUMAacuteRIO


























x



























xi














APEcircNDICE 1 77


xii

LISTA DE TABELAS
















5 minutos 38



















xiii

LISTA DE FIGURAS


simples e duplas 6






duas estruturas 8




















17



[21] 19




xiv


OB [40] 21




frontal 25


LDCI 25













amostras 40















xv








varredura 54






e PS OB 47 58


puro e PMAMOB 35 59

















xvi


Ag ndash Prata




C7H8 ndash Tolueno



Fluorine




molecular orbital








short circuit


molecular orbital





xvii



















Capiacutetulo I


2


















conversatildeo















3
































semicondutor P3HT

4


























5

Capiacutetulo II


6





















mais simples







simples e duplas

7










grande de orbitais











8







duas estruturas












9






torno de 105 cm


















10

















11




IPCE()=

(21)

Onde






fotovoltaicos















12




















[1819]

13











FF

(22)


retacircngulo

14






=

(23)



(24)




uso em engenharia












15



















16



















condutores [26]




17














18




















19


[21]






polpa


cor amarelada [21]



20



















21










OB [40]

22

Capiacutetulo III


Resultados

23


31 ndash MATERIAIS



























24















25


frontal






LDCI

26










varredura de 1 Hz


27


























28


PSOB 8



















29




lacircmpada


CS2 03 09 027 240

CS3 06 05 030 240

CS4 02 01 020 240

















fita adesiva




30







lacircmpada


CS6 18 09 162 240

CS7 ndash ndash 240

CS8 09 03 027 240


















31

























32









calculada








Lacircmpada

Resistecircncia

Ohms


P2 09 01 09 240 890

P3 15 07 105 240 550

P4 09 06 054 240 1500

2000 P5 24 09 216 240




110 04 01 04

160 06 02 012

220 07 03 021

240 09 06 054

33





















34



























35


durante 5 minutos


v3 06 02 012 240

v5 05 01 050 240

v7 11 09 099 240






















36






























em geral

37




(b)







LAMPS








38




PSOB 47 02 001 2


PSOB 47P3HT 06 002 12




PSOB 47 12 006 72


PSOB 47P3HT 11 005 55











5 minutos


PSOB 47 22 002 44


PSOB 47P3HT 17 001 17

39















amostras















40









minutos









novas amostras

41












PS OB 47 21 009 189

OBP3HT 18 002 36

PSOB 47P3HT 17 001 17











42









PS OB 47 62 009 558

OBP3HT 33 003 99

PSOB 47P3HT 25 002 50








43

















A foi negativa



obtidos



44





45











lacircmpada de Hg






46





























47








tabela 311




PS puro 02 000 00

PSOB 47 08 003 0024

PMAM puro 02 000 00

PMAMOB 35 06 002 0012





obtidos




PS puro 11 001 0011

PSOB 47 39 006 0234

PMAM puro 09 002 0018

PMAMOB 35 27 004 0108

48

















spin coater











49




















PS puro 18 004 0072 A5

PS OB 47 49 008 0392 A6

PMAM puro 11 001 0011 A7

PMAMOB 35 48 005 024 A8

50




PS OB 47 11 003 0033 A9

PS puro 08 0 0 A10

PS puro 1 001 001 A11

PS OB 47 19 003 0057 A13

PS OB 47 11 003 0033 A14

PS OB 47 12 002 0024 A15

PMAM puro 09 001 0009 A16

PMAM puro 07 001 0007 A17

PMAMOB 35 11 001 0011 A18

PMAMOB 35 14 005 007 A19




PS OB 47 12 004 0048 A9

PS puro 06 01 006 A10

PS puro 08 001 008 A11

PS OB 47 21 004 0084 A13

PS OB 47 15 003 0045 A14

PS OB 47 10 002 002 A15

PMAM puro 07 001 00007 A16

PMAM puro 08 001 00008 A17

PMAMOB 35 12 003 0036 A18

PMAMOB 35 13 005 0065 A19





51





para VOC e ISC











52





53







nanocircmetros








54


varredura








316 e 317








55




PS puro 194 202 189 195

PS OB 47 283 305 296 2946

PMAM puro 127 90 105 1073

PMAM OB 35 235 269 259 2543




PS puro 126 130 128 128

PS OB 47 221 218 208 2156

PMMA puro 76 113 97 953

PMMA OB 35 196 163 180 1796
















56
























57










ambiente











58















metal (MIM) [47]


e PS OB 47

59


puro e PMAMOB 35







respectivamente




60





61
































62

















63








bastante rugosidade

64





65













66











67

Capiacutetulo IV


68













promissores





















69


































70








geradas




71









Maio de 2007



em maio de 2007








3039 2004




42 pp 3324-3332 2006



213506-3 2006







10748-9 2008




KGaA Germany 1995




72








PR 2000



PR 2010




Paulo 1991



























746 2009

73



Vol 91 pp 986ndash995 2007



Vol 118 pp 105-109 2001







em janeiro de 2010







2008

















Paulo SP 2006






6 1998



74











6 2008




033714-6 2008




pp 465204-9 2009










75

APEcircNDICES

77

APEcircNDICE 1


Artigo Publicado





(2009)

Artigo Aceito





aceito (2010)

Resumo Publicado




78



b and A M Ceschin

a



Brasiacutelia

















Introduction



















matrix

79






Sample Preparation















reagent chloroform




80


Characterization









lamp (80W)



















81










Conclusions









Acknowledgments


financial support

References




775











82






















Introduction








(6)













83






Experimental


































009 cm2


84















the PMMA


85








86











Active Layer VOC

(mV)

JSC

(nAcm2)

FF

PSBO 47 300 039 026

PMMABO 35 86 216 020















Conclusion









Acknowledgments

87






References



Lett92 143307






1591ndash1592






Pennigton 2009 v 23 p 553-556



033714-6






797ndash801

88

vii

RESUMO


















PMAM OB 35









viii




















microscopy (AFM)




ix

SUMAacuteRIO


























x



























xi














APEcircNDICE 1 77


xii

LISTA DE TABELAS
















5 minutos 38



















xiii

LISTA DE FIGURAS


simples e duplas 6






duas estruturas 8




















17



[21] 19




xiv


OB [40] 21




frontal 25


LDCI 25













amostras 40















xv








varredura 54






e PS OB 47 58


puro e PMAMOB 35 59

















xvi


Ag ndash Prata




C7H8 ndash Tolueno



Fluorine




molecular orbital








short circuit


molecular orbital





xvii



















Capiacutetulo I


2


















conversatildeo















3
































semicondutor P3HT

4


























5

Capiacutetulo II


6





















mais simples







simples e duplas

7










grande de orbitais











8







duas estruturas












9






torno de 105 cm


















10

















11




IPCE()=

(21)

Onde






fotovoltaicos















12




















[1819]

13











FF

(22)


retacircngulo

14






=

(23)



(24)




uso em engenharia












15



















16



















condutores [26]




17














18




















19


[21]






polpa


cor amarelada [21]



20



















21










OB [40]

22

Capiacutetulo III


Resultados

23


31 ndash MATERIAIS



























24















25


frontal






LDCI

26










varredura de 1 Hz


27


























28


PSOB 8



















29




lacircmpada


CS2 03 09 027 240

CS3 06 05 030 240

CS4 02 01 020 240

















fita adesiva




30







lacircmpada


CS6 18 09 162 240

CS7 ndash ndash 240

CS8 09 03 027 240


















31

























32









calculada








Lacircmpada

Resistecircncia

Ohms


P2 09 01 09 240 890

P3 15 07 105 240 550

P4 09 06 054 240 1500

2000 P5 24 09 216 240




110 04 01 04

160 06 02 012

220 07 03 021

240 09 06 054

33





















34



























35


durante 5 minutos


v3 06 02 012 240

v5 05 01 050 240

v7 11 09 099 240






















36






























em geral

37




(b)







LAMPS








38




PSOB 47 02 001 2


PSOB 47P3HT 06 002 12




PSOB 47 12 006 72


PSOB 47P3HT 11 005 55











5 minutos


PSOB 47 22 002 44


PSOB 47P3HT 17 001 17

39















amostras















40









minutos









novas amostras

41












PS OB 47 21 009 189

OBP3HT 18 002 36

PSOB 47P3HT 17 001 17











42









PS OB 47 62 009 558

OBP3HT 33 003 99

PSOB 47P3HT 25 002 50








43

















A foi negativa



obtidos



44





45











lacircmpada de Hg






46





























47








tabela 311




PS puro 02 000 00

PSOB 47 08 003 0024

PMAM puro 02 000 00

PMAMOB 35 06 002 0012





obtidos




PS puro 11 001 0011

PSOB 47 39 006 0234

PMAM puro 09 002 0018

PMAMOB 35 27 004 0108

48

















spin coater











49




















PS puro 18 004 0072 A5

PS OB 47 49 008 0392 A6

PMAM puro 11 001 0011 A7

PMAMOB 35 48 005 024 A8

50




PS OB 47 11 003 0033 A9

PS puro 08 0 0 A10

PS puro 1 001 001 A11

PS OB 47 19 003 0057 A13

PS OB 47 11 003 0033 A14

PS OB 47 12 002 0024 A15

PMAM puro 09 001 0009 A16

PMAM puro 07 001 0007 A17

PMAMOB 35 11 001 0011 A18

PMAMOB 35 14 005 007 A19




PS OB 47 12 004 0048 A9

PS puro 06 01 006 A10

PS puro 08 001 008 A11

PS OB 47 21 004 0084 A13

PS OB 47 15 003 0045 A14

PS OB 47 10 002 002 A15

PMAM puro 07 001 00007 A16

PMAM puro 08 001 00008 A17

PMAMOB 35 12 003 0036 A18

PMAMOB 35 13 005 0065 A19





51





para VOC e ISC











52





53







nanocircmetros








54


varredura








316 e 317








55




PS puro 194 202 189 195

PS OB 47 283 305 296 2946

PMAM puro 127 90 105 1073

PMAM OB 35 235 269 259 2543




PS puro 126 130 128 128

PS OB 47 221 218 208 2156

PMMA puro 76 113 97 953

PMMA OB 35 196 163 180 1796
















56
























57










ambiente











58















metal (MIM) [47]


e PS OB 47

59


puro e PMAMOB 35







respectivamente




60





61
































62

















63








bastante rugosidade

64





65













66











67

Capiacutetulo IV


68













promissores





















69


































70








geradas




71









Maio de 2007



em maio de 2007








3039 2004




42 pp 3324-3332 2006



213506-3 2006







10748-9 2008




KGaA Germany 1995




72








PR 2000



PR 2010




Paulo 1991



























746 2009

73



Vol 91 pp 986ndash995 2007



Vol 118 pp 105-109 2001







em janeiro de 2010







2008

















Paulo SP 2006






6 1998



74











6 2008




033714-6 2008




pp 465204-9 2009










75

APEcircNDICES

77

APEcircNDICE 1


Artigo Publicado





(2009)

Artigo Aceito





aceito (2010)

Resumo Publicado




78



b and A M Ceschin

a



Brasiacutelia

















Introduction



















matrix

79






Sample Preparation















reagent chloroform




80


Characterization









lamp (80W)



















81










Conclusions









Acknowledgments


financial support

References




775











82






















Introduction








(6)













83






Experimental


































009 cm2


84















the PMMA


85








86











Active Layer VOC

(mV)

JSC

(nAcm2)

FF

PSBO 47 300 039 026

PMMABO 35 86 216 020















Conclusion









Acknowledgments

87






References



Lett92 143307






1591ndash1592






Pennigton 2009 v 23 p 553-556



033714-6






797ndash801

88

viii




















microscopy (AFM)




ix

SUMAacuteRIO


























x



























xi














APEcircNDICE 1 77


xii

LISTA DE TABELAS
















5 minutos 38



















xiii

LISTA DE FIGURAS


simples e duplas 6






duas estruturas 8




















17



[21] 19




xiv


OB [40] 21




frontal 25


LDCI 25













amostras 40















xv








varredura 54






e PS OB 47 58


puro e PMAMOB 35 59

















xvi


Ag ndash Prata




C7H8 ndash Tolueno



Fluorine




molecular orbital








short circuit


molecular orbital





xvii



















Capiacutetulo I


2


















conversatildeo















3
































semicondutor P3HT

4


























5

Capiacutetulo II


6





















mais simples







simples e duplas

7










grande de orbitais











8







duas estruturas












9






torno de 105 cm


















10

















11




IPCE()=

(21)

Onde






fotovoltaicos















12




















[1819]

13











FF

(22)


retacircngulo

14






=

(23)



(24)




uso em engenharia












15



















16



















condutores [26]




17














18




















19


[21]






polpa


cor amarelada [21]



20



















21










OB [40]

22

Capiacutetulo III


Resultados

23


31 ndash MATERIAIS



























24















25


frontal






LDCI

26










varredura de 1 Hz


27


























28


PSOB 8



















29




lacircmpada


CS2 03 09 027 240

CS3 06 05 030 240

CS4 02 01 020 240

















fita adesiva




30







lacircmpada


CS6 18 09 162 240

CS7 ndash ndash 240

CS8 09 03 027 240


















31

























32









calculada








Lacircmpada

Resistecircncia

Ohms


P2 09 01 09 240 890

P3 15 07 105 240 550

P4 09 06 054 240 1500

2000 P5 24 09 216 240




110 04 01 04

160 06 02 012

220 07 03 021

240 09 06 054

33





















34



























35


durante 5 minutos


v3 06 02 012 240

v5 05 01 050 240

v7 11 09 099 240






















36






























em geral

37




(b)







LAMPS








38




PSOB 47 02 001 2


PSOB 47P3HT 06 002 12




PSOB 47 12 006 72


PSOB 47P3HT 11 005 55











5 minutos


PSOB 47 22 002 44


PSOB 47P3HT 17 001 17

39















amostras















40









minutos









novas amostras

41












PS OB 47 21 009 189

OBP3HT 18 002 36

PSOB 47P3HT 17 001 17











42









PS OB 47 62 009 558

OBP3HT 33 003 99

PSOB 47P3HT 25 002 50








43

















A foi negativa



obtidos



44





45











lacircmpada de Hg






46





























47








tabela 311




PS puro 02 000 00

PSOB 47 08 003 0024

PMAM puro 02 000 00

PMAMOB 35 06 002 0012





obtidos




PS puro 11 001 0011

PSOB 47 39 006 0234

PMAM puro 09 002 0018

PMAMOB 35 27 004 0108

48

















spin coater











49




















PS puro 18 004 0072 A5

PS OB 47 49 008 0392 A6

PMAM puro 11 001 0011 A7

PMAMOB 35 48 005 024 A8

50




PS OB 47 11 003 0033 A9

PS puro 08 0 0 A10

PS puro 1 001 001 A11

PS OB 47 19 003 0057 A13

PS OB 47 11 003 0033 A14

PS OB 47 12 002 0024 A15

PMAM puro 09 001 0009 A16

PMAM puro 07 001 0007 A17

PMAMOB 35 11 001 0011 A18

PMAMOB 35 14 005 007 A19




PS OB 47 12 004 0048 A9

PS puro 06 01 006 A10

PS puro 08 001 008 A11

PS OB 47 21 004 0084 A13

PS OB 47 15 003 0045 A14

PS OB 47 10 002 002 A15

PMAM puro 07 001 00007 A16

PMAM puro 08 001 00008 A17

PMAMOB 35 12 003 0036 A18

PMAMOB 35 13 005 0065 A19





51





para VOC e ISC











52





53







nanocircmetros








54


varredura








316 e 317








55




PS puro 194 202 189 195

PS OB 47 283 305 296 2946

PMAM puro 127 90 105 1073

PMAM OB 35 235 269 259 2543




PS puro 126 130 128 128

PS OB 47 221 218 208 2156

PMMA puro 76 113 97 953

PMMA OB 35 196 163 180 1796
















56
























57










ambiente











58















metal (MIM) [47]


e PS OB 47

59


puro e PMAMOB 35







respectivamente




60





61
































62

















63








bastante rugosidade

64





65













66











67

Capiacutetulo IV


68













promissores





















69


































70








geradas




71









Maio de 2007



em maio de 2007








3039 2004




42 pp 3324-3332 2006



213506-3 2006







10748-9 2008




KGaA Germany 1995




72








PR 2000



PR 2010




Paulo 1991



























746 2009

73



Vol 91 pp 986ndash995 2007



Vol 118 pp 105-109 2001







em janeiro de 2010







2008

















Paulo SP 2006






6 1998



74











6 2008




033714-6 2008




pp 465204-9 2009










75

APEcircNDICES

77

APEcircNDICE 1


Artigo Publicado





(2009)

Artigo Aceito





aceito (2010)

Resumo Publicado




78



b and A M Ceschin

a



Brasiacutelia

















Introduction



















matrix

79






Sample Preparation















reagent chloroform




80


Characterization









lamp (80W)



















81










Conclusions









Acknowledgments


financial support

References




775











82






















Introduction








(6)













83






Experimental


































009 cm2


84















the PMMA


85








86











Active Layer VOC

(mV)

JSC

(nAcm2)

FF

PSBO 47 300 039 026

PMMABO 35 86 216 020















Conclusion









Acknowledgments

87






References



Lett92 143307






1591ndash1592






Pennigton 2009 v 23 p 553-556



033714-6






797ndash801

88

ix

SUMAacuteRIO


























x



























xi














APEcircNDICE 1 77


xii

LISTA DE TABELAS
















5 minutos 38



















xiii

LISTA DE FIGURAS


simples e duplas 6






duas estruturas 8




















17



[21] 19




xiv


OB [40] 21




frontal 25


LDCI 25













amostras 40















xv








varredura 54






e PS OB 47 58


puro e PMAMOB 35 59

















xvi


Ag ndash Prata




C7H8 ndash Tolueno



Fluorine




molecular orbital








short circuit


molecular orbital





xvii



















Capiacutetulo I


2


















conversatildeo















3
































semicondutor P3HT

4


























5

Capiacutetulo II


6





















mais simples







simples e duplas

7










grande de orbitais











8







duas estruturas












9






torno de 105 cm


















10

















11




IPCE()=

(21)

Onde






fotovoltaicos















12




















[1819]

13











FF

(22)


retacircngulo

14






=

(23)



(24)




uso em engenharia












15



















16



















condutores [26]




17














18




















19


[21]






polpa


cor amarelada [21]



20



















21










OB [40]

22

Capiacutetulo III


Resultados

23


31 ndash MATERIAIS



























24















25


frontal






LDCI

26










varredura de 1 Hz


27


























28


PSOB 8



















29




lacircmpada


CS2 03 09 027 240

CS3 06 05 030 240

CS4 02 01 020 240

















fita adesiva




30







lacircmpada


CS6 18 09 162 240

CS7 ndash ndash 240

CS8 09 03 027 240


















31

























32









calculada








Lacircmpada

Resistecircncia

Ohms


P2 09 01 09 240 890

P3 15 07 105 240 550

P4 09 06 054 240 1500

2000 P5 24 09 216 240




110 04 01 04

160 06 02 012

220 07 03 021

240 09 06 054

33





















34



























35


durante 5 minutos


v3 06 02 012 240

v5 05 01 050 240

v7 11 09 099 240






















36






























em geral

37




(b)







LAMPS








38




PSOB 47 02 001 2


PSOB 47P3HT 06 002 12




PSOB 47 12 006 72


PSOB 47P3HT 11 005 55











5 minutos


PSOB 47 22 002 44


PSOB 47P3HT 17 001 17

39















amostras















40









minutos









novas amostras

41












PS OB 47 21 009 189

OBP3HT 18 002 36

PSOB 47P3HT 17 001 17











42









PS OB 47 62 009 558

OBP3HT 33 003 99

PSOB 47P3HT 25 002 50








43

















A foi negativa



obtidos



44





45











lacircmpada de Hg






46





























47








tabela 311




PS puro 02 000 00

PSOB 47 08 003 0024

PMAM puro 02 000 00

PMAMOB 35 06 002 0012





obtidos




PS puro 11 001 0011

PSOB 47 39 006 0234

PMAM puro 09 002 0018

PMAMOB 35 27 004 0108

48

















spin coater











49




















PS puro 18 004 0072 A5

PS OB 47 49 008 0392 A6

PMAM puro 11 001 0011 A7

PMAMOB 35 48 005 024 A8

50




PS OB 47 11 003 0033 A9

PS puro 08 0 0 A10

PS puro 1 001 001 A11

PS OB 47 19 003 0057 A13

PS OB 47 11 003 0033 A14

PS OB 47 12 002 0024 A15

PMAM puro 09 001 0009 A16

PMAM puro 07 001 0007 A17

PMAMOB 35 11 001 0011 A18

PMAMOB 35 14 005 007 A19




PS OB 47 12 004 0048 A9

PS puro 06 01 006 A10

PS puro 08 001 008 A11

PS OB 47 21 004 0084 A13

PS OB 47 15 003 0045 A14

PS OB 47 10 002 002 A15

PMAM puro 07 001 00007 A16

PMAM puro 08 001 00008 A17

PMAMOB 35 12 003 0036 A18

PMAMOB 35 13 005 0065 A19





51





para VOC e ISC











52





53







nanocircmetros








54


varredura








316 e 317








55




PS puro 194 202 189 195

PS OB 47 283 305 296 2946

PMAM puro 127 90 105 1073

PMAM OB 35 235 269 259 2543




PS puro 126 130 128 128

PS OB 47 221 218 208 2156

PMMA puro 76 113 97 953

PMMA OB 35 196 163 180 1796
















56
























57










ambiente











58















metal (MIM) [47]


e PS OB 47

59


puro e PMAMOB 35







respectivamente




60





61
































62

















63








bastante rugosidade

64





65













66











67

Capiacutetulo IV


68













promissores





















69


































70








geradas




71









Maio de 2007



em maio de 2007








3039 2004




42 pp 3324-3332 2006



213506-3 2006







10748-9 2008




KGaA Germany 1995




72








PR 2000



PR 2010




Paulo 1991



























746 2009

73



Vol 91 pp 986ndash995 2007



Vol 118 pp 105-109 2001







em janeiro de 2010







2008

















Paulo SP 2006






6 1998



74











6 2008




033714-6 2008




pp 465204-9 2009










75

APEcircNDICES

77

APEcircNDICE 1


Artigo Publicado





(2009)

Artigo Aceito





aceito (2010)

Resumo Publicado




78



b and A M Ceschin

a



Brasiacutelia

















Introduction



















matrix

79






Sample Preparation















reagent chloroform




80


Characterization









lamp (80W)



















81










Conclusions









Acknowledgments


financial support

References




775











82






















Introduction








(6)













83






Experimental


































009 cm2


84















the PMMA


85








86











Active Layer VOC

(mV)

JSC

(nAcm2)

FF

PSBO 47 300 039 026

PMMABO 35 86 216 020















Conclusion









Acknowledgments

87






References



Lett92 143307






1591ndash1592






Pennigton 2009 v 23 p 553-556



033714-6






797ndash801

88

x



























xi














APEcircNDICE 1 77


xii

LISTA DE TABELAS
















5 minutos 38



















xiii

LISTA DE FIGURAS


simples e duplas 6






duas estruturas 8




















17



[21] 19




xiv


OB [40] 21




frontal 25


LDCI 25













amostras 40















xv








varredura 54






e PS OB 47 58


puro e PMAMOB 35 59

















xvi


Ag ndash Prata




C7H8 ndash Tolueno



Fluorine




molecular orbital








short circuit


molecular orbital





xvii



















Capiacutetulo I


2


















conversatildeo















3
































semicondutor P3HT

4


























5

Capiacutetulo II


6





















mais simples







simples e duplas

7










grande de orbitais











8







duas estruturas












9






torno de 105 cm


















10

















11




IPCE()=

(21)

Onde






fotovoltaicos















12




















[1819]

13











FF

(22)


retacircngulo

14






=

(23)



(24)




uso em engenharia












15



















16



















condutores [26]




17














18




















19


[21]






polpa


cor amarelada [21]



20



















21










OB [40]

22

Capiacutetulo III


Resultados

23


31 ndash MATERIAIS



























24















25


frontal






LDCI

26










varredura de 1 Hz


27


























28


PSOB 8



















29




lacircmpada


CS2 03 09 027 240

CS3 06 05 030 240

CS4 02 01 020 240

















fita adesiva




30







lacircmpada


CS6 18 09 162 240

CS7 ndash ndash 240

CS8 09 03 027 240


















31

























32









calculada








Lacircmpada

Resistecircncia

Ohms


P2 09 01 09 240 890

P3 15 07 105 240 550

P4 09 06 054 240 1500

2000 P5 24 09 216 240




110 04 01 04

160 06 02 012

220 07 03 021

240 09 06 054

33





















34



























35


durante 5 minutos


v3 06 02 012 240

v5 05 01 050 240

v7 11 09 099 240






















36






























em geral

37




(b)







LAMPS








38




PSOB 47 02 001 2


PSOB 47P3HT 06 002 12




PSOB 47 12 006 72


PSOB 47P3HT 11 005 55











5 minutos


PSOB 47 22 002 44


PSOB 47P3HT 17 001 17

39















amostras















40









minutos









novas amostras

41












PS OB 47 21 009 189

OBP3HT 18 002 36

PSOB 47P3HT 17 001 17











42









PS OB 47 62 009 558

OBP3HT 33 003 99

PSOB 47P3HT 25 002 50








43

















A foi negativa



obtidos



44





45











lacircmpada de Hg






46





























47








tabela 311




PS puro 02 000 00

PSOB 47 08 003 0024

PMAM puro 02 000 00

PMAMOB 35 06 002 0012





obtidos




PS puro 11 001 0011

PSOB 47 39 006 0234

PMAM puro 09 002 0018

PMAMOB 35 27 004 0108

48

















spin coater











49




















PS puro 18 004 0072 A5

PS OB 47 49 008 0392 A6

PMAM puro 11 001 0011 A7

PMAMOB 35 48 005 024 A8

50




PS OB 47 11 003 0033 A9

PS puro 08 0 0 A10

PS puro 1 001 001 A11

PS OB 47 19 003 0057 A13

PS OB 47 11 003 0033 A14

PS OB 47 12 002 0024 A15

PMAM puro 09 001 0009 A16

PMAM puro 07 001 0007 A17

PMAMOB 35 11 001 0011 A18

PMAMOB 35 14 005 007 A19




PS OB 47 12 004 0048 A9

PS puro 06 01 006 A10

PS puro 08 001 008 A11

PS OB 47 21 004 0084 A13

PS OB 47 15 003 0045 A14

PS OB 47 10 002 002 A15

PMAM puro 07 001 00007 A16

PMAM puro 08 001 00008 A17

PMAMOB 35 12 003 0036 A18

PMAMOB 35 13 005 0065 A19





51





para VOC e ISC











52





53







nanocircmetros








54


varredura








316 e 317








55




PS puro 194 202 189 195

PS OB 47 283 305 296 2946

PMAM puro 127 90 105 1073

PMAM OB 35 235 269 259 2543




PS puro 126 130 128 128

PS OB 47 221 218 208 2156

PMMA puro 76 113 97 953

PMMA OB 35 196 163 180 1796
















56
























57










ambiente











58















metal (MIM) [47]


e PS OB 47

59


puro e PMAMOB 35







respectivamente




60





61
































62

















63








bastante rugosidade

64





65













66











67

Capiacutetulo IV


68













promissores





















69


































70








geradas




71









Maio de 2007



em maio de 2007








3039 2004




42 pp 3324-3332 2006



213506-3 2006







10748-9 2008




KGaA Germany 1995




72








PR 2000



PR 2010




Paulo 1991



























746 2009

73



Vol 91 pp 986ndash995 2007



Vol 118 pp 105-109 2001







em janeiro de 2010







2008

















Paulo SP 2006






6 1998



74











6 2008




033714-6 2008




pp 465204-9 2009










75

APEcircNDICES

77

APEcircNDICE 1


Artigo Publicado





(2009)

Artigo Aceito





aceito (2010)

Resumo Publicado




78



b and A M Ceschin

a



Brasiacutelia

















Introduction



















matrix

79






Sample Preparation















reagent chloroform




80


Characterization









lamp (80W)



















81










Conclusions









Acknowledgments


financial support

References




775











82






















Introduction








(6)













83






Experimental


































009 cm2


84















the PMMA


85








86











Active Layer VOC

(mV)

JSC

(nAcm2)

FF

PSBO 47 300 039 026

PMMABO 35 86 216 020















Conclusion









Acknowledgments

87






References



Lett92 143307






1591ndash1592






Pennigton 2009 v 23 p 553-556



033714-6






797ndash801

88

xi














APEcircNDICE 1 77


xii

LISTA DE TABELAS
















5 minutos 38



















xiii

LISTA DE FIGURAS


simples e duplas 6






duas estruturas 8




















17



[21] 19




xiv


OB [40] 21




frontal 25


LDCI 25













amostras 40















xv








varredura 54






e PS OB 47 58


puro e PMAMOB 35 59

















xvi


Ag ndash Prata




C7H8 ndash Tolueno



Fluorine




molecular orbital








short circuit


molecular orbital





xvii



















Capiacutetulo I


2


















conversatildeo















3
































semicondutor P3HT

4


























5

Capiacutetulo II


6





















mais simples







simples e duplas

7










grande de orbitais











8







duas estruturas












9






torno de 105 cm


















10

















11




IPCE()=

(21)

Onde






fotovoltaicos















12




















[1819]

13











FF

(22)


retacircngulo

14






=

(23)



(24)




uso em engenharia












15



















16



















condutores [26]




17














18




















19


[21]






polpa


cor amarelada [21]



20



















21










OB [40]

22

Capiacutetulo III


Resultados

23


31 ndash MATERIAIS



























24















25


frontal






LDCI

26










varredura de 1 Hz


27


























28


PSOB 8



















29




lacircmpada


CS2 03 09 027 240

CS3 06 05 030 240

CS4 02 01 020 240

















fita adesiva




30







lacircmpada


CS6 18 09 162 240

CS7 ndash ndash 240

CS8 09 03 027 240


















31

























32









calculada








Lacircmpada

Resistecircncia

Ohms


P2 09 01 09 240 890

P3 15 07 105 240 550

P4 09 06 054 240 1500

2000 P5 24 09 216 240




110 04 01 04

160 06 02 012

220 07 03 021

240 09 06 054

33





















34



























35


durante 5 minutos


v3 06 02 012 240

v5 05 01 050 240

v7 11 09 099 240






















36






























em geral

37




(b)







LAMPS








38




PSOB 47 02 001 2


PSOB 47P3HT 06 002 12




PSOB 47 12 006 72


PSOB 47P3HT 11 005 55











5 minutos


PSOB 47 22 002 44


PSOB 47P3HT 17 001 17

39















amostras















40









minutos









novas amostras

41












PS OB 47 21 009 189

OBP3HT 18 002 36

PSOB 47P3HT 17 001 17











42









PS OB 47 62 009 558

OBP3HT 33 003 99

PSOB 47P3HT 25 002 50








43

















A foi negativa



obtidos



44





45











lacircmpada de Hg






46





























47








tabela 311




PS puro 02 000 00

PSOB 47 08 003 0024

PMAM puro 02 000 00

PMAMOB 35 06 002 0012





obtidos




PS puro 11 001 0011

PSOB 47 39 006 0234

PMAM puro 09 002 0018

PMAMOB 35 27 004 0108

48

















spin coater











49




















PS puro 18 004 0072 A5

PS OB 47 49 008 0392 A6

PMAM puro 11 001 0011 A7

PMAMOB 35 48 005 024 A8

50




PS OB 47 11 003 0033 A9

PS puro 08 0 0 A10

PS puro 1 001 001 A11

PS OB 47 19 003 0057 A13

PS OB 47 11 003 0033 A14

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PMAM puro 09 001 0009 A16

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PMAMOB 35 11 001 0011 A18

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PS OB 47 12 004 0048 A9

PS puro 06 01 006 A10

PS puro 08 001 008 A11

PS OB 47 21 004 0084 A13

PS OB 47 15 003 0045 A14

PS OB 47 10 002 002 A15

PMAM puro 07 001 00007 A16

PMAM puro 08 001 00008 A17

PMAMOB 35 12 003 0036 A18

PMAMOB 35 13 005 0065 A19





51





para VOC e ISC











52





53







nanocircmetros








54


varredura








316 e 317








55




PS puro 194 202 189 195

PS OB 47 283 305 296 2946

PMAM puro 127 90 105 1073

PMAM OB 35 235 269 259 2543




PS puro 126 130 128 128

PS OB 47 221 218 208 2156

PMMA puro 76 113 97 953

PMMA OB 35 196 163 180 1796
















56
























57










ambiente











58















metal (MIM) [47]


e PS OB 47

59


puro e PMAMOB 35







respectivamente




60





61
































62

















63








bastante rugosidade

64





65













66











67

Capiacutetulo IV


68













promissores





















69


































70








geradas




71









Maio de 2007



em maio de 2007








3039 2004




42 pp 3324-3332 2006



213506-3 2006







10748-9 2008




KGaA Germany 1995




72








PR 2000



PR 2010




Paulo 1991



























746 2009

73



Vol 91 pp 986ndash995 2007



Vol 118 pp 105-109 2001







em janeiro de 2010







2008

















Paulo SP 2006






6 1998



74











6 2008




033714-6 2008




pp 465204-9 2009










75

APEcircNDICES

77

APEcircNDICE 1


Artigo Publicado





(2009)

Artigo Aceito





aceito (2010)

Resumo Publicado




78



b and A M Ceschin

a



Brasiacutelia

















Introduction



















matrix

79






Sample Preparation















reagent chloroform




80


Characterization









lamp (80W)



















81










Conclusions









Acknowledgments


financial support

References




775











82






















Introduction








(6)













83






Experimental


































009 cm2


84















the PMMA


85








86











Active Layer VOC

(mV)

JSC

(nAcm2)

FF

PSBO 47 300 039 026

PMMABO 35 86 216 020















Conclusion









Acknowledgments

87






References



Lett92 143307






1591ndash1592






Pennigton 2009 v 23 p 553-556



033714-6






797ndash801

88

xii

LISTA DE TABELAS
















5 minutos 38



















xiii

LISTA DE FIGURAS


simples e duplas 6






duas estruturas 8




















17



[21] 19




xiv


OB [40] 21




frontal 25


LDCI 25













amostras 40















xv








varredura 54






e PS OB 47 58


puro e PMAMOB 35 59

















xvi


Ag ndash Prata




C7H8 ndash Tolueno



Fluorine




molecular orbital








short circuit


molecular orbital





xvii



















Capiacutetulo I


2


















conversatildeo















3
































semicondutor P3HT

4


























5

Capiacutetulo II


6





















mais simples







simples e duplas

7










grande de orbitais











8







duas estruturas












9






torno de 105 cm


















10

















11




IPCE()=

(21)

Onde






fotovoltaicos















12




















[1819]

13











FF

(22)


retacircngulo

14






=

(23)



(24)




uso em engenharia












15



















16



















condutores [26]




17














18




















19


[21]






polpa


cor amarelada [21]



20



















21










OB [40]

22

Capiacutetulo III


Resultados

23


31 ndash MATERIAIS



























24















25


frontal






LDCI

26










varredura de 1 Hz


27


























28


PSOB 8



















29




lacircmpada


CS2 03 09 027 240

CS3 06 05 030 240

CS4 02 01 020 240

















fita adesiva




30







lacircmpada


CS6 18 09 162 240

CS7 ndash ndash 240

CS8 09 03 027 240


















31

























32









calculada








Lacircmpada

Resistecircncia

Ohms


P2 09 01 09 240 890

P3 15 07 105 240 550

P4 09 06 054 240 1500

2000 P5 24 09 216 240




110 04 01 04

160 06 02 012

220 07 03 021

240 09 06 054

33





















34



























35


durante 5 minutos


v3 06 02 012 240

v5 05 01 050 240

v7 11 09 099 240






















36






























em geral

37




(b)







LAMPS








38




PSOB 47 02 001 2


PSOB 47P3HT 06 002 12




PSOB 47 12 006 72


PSOB 47P3HT 11 005 55











5 minutos


PSOB 47 22 002 44


PSOB 47P3HT 17 001 17

39















amostras















40









minutos









novas amostras

41












PS OB 47 21 009 189

OBP3HT 18 002 36

PSOB 47P3HT 17 001 17











42









PS OB 47 62 009 558

OBP3HT 33 003 99

PSOB 47P3HT 25 002 50








43

















A foi negativa



obtidos



44





45











lacircmpada de Hg






46





























47








tabela 311




PS puro 02 000 00

PSOB 47 08 003 0024

PMAM puro 02 000 00

PMAMOB 35 06 002 0012





obtidos




PS puro 11 001 0011

PSOB 47 39 006 0234

PMAM puro 09 002 0018

PMAMOB 35 27 004 0108

48

















spin coater











49




















PS puro 18 004 0072 A5

PS OB 47 49 008 0392 A6

PMAM puro 11 001 0011 A7

PMAMOB 35 48 005 024 A8

50




PS OB 47 11 003 0033 A9

PS puro 08 0 0 A10

PS puro 1 001 001 A11

PS OB 47 19 003 0057 A13

PS OB 47 11 003 0033 A14

PS OB 47 12 002 0024 A15

PMAM puro 09 001 0009 A16

PMAM puro 07 001 0007 A17

PMAMOB 35 11 001 0011 A18

PMAMOB 35 14 005 007 A19




PS OB 47 12 004 0048 A9

PS puro 06 01 006 A10

PS puro 08 001 008 A11

PS OB 47 21 004 0084 A13

PS OB 47 15 003 0045 A14

PS OB 47 10 002 002 A15

PMAM puro 07 001 00007 A16

PMAM puro 08 001 00008 A17

PMAMOB 35 12 003 0036 A18

PMAMOB 35 13 005 0065 A19





51





para VOC e ISC











52





53







nanocircmetros








54


varredura








316 e 317








55




PS puro 194 202 189 195

PS OB 47 283 305 296 2946

PMAM puro 127 90 105 1073

PMAM OB 35 235 269 259 2543




PS puro 126 130 128 128

PS OB 47 221 218 208 2156

PMMA puro 76 113 97 953

PMMA OB 35 196 163 180 1796
















56
























57










ambiente











58















metal (MIM) [47]


e PS OB 47

59


puro e PMAMOB 35







respectivamente




60





61
































62

















63








bastante rugosidade

64





65













66











67

Capiacutetulo IV


68













promissores





















69


































70








geradas




71









Maio de 2007



em maio de 2007








3039 2004




42 pp 3324-3332 2006



213506-3 2006







10748-9 2008




KGaA Germany 1995




72








PR 2000



PR 2010




Paulo 1991



























746 2009

73



Vol 91 pp 986ndash995 2007



Vol 118 pp 105-109 2001







em janeiro de 2010







2008

















Paulo SP 2006






6 1998



74











6 2008




033714-6 2008




pp 465204-9 2009










75

APEcircNDICES

77

APEcircNDICE 1


Artigo Publicado





(2009)

Artigo Aceito





aceito (2010)

Resumo Publicado




78



b and A M Ceschin

a



Brasiacutelia

















Introduction



















matrix

79






Sample Preparation















reagent chloroform




80


Characterization









lamp (80W)



















81










Conclusions









Acknowledgments


financial support

References




775











82






















Introduction








(6)













83






Experimental


































009 cm2


84















the PMMA


85








86











Active Layer VOC

(mV)

JSC

(nAcm2)

FF

PSBO 47 300 039 026

PMMABO 35 86 216 020















Conclusion









Acknowledgments

87






References



Lett92 143307






1591ndash1592






Pennigton 2009 v 23 p 553-556



033714-6






797ndash801

88

estudo para o desenvolvimento de dispositivos ... · “se todas as pessoas procurassem ser amigas...

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