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Células fotovoltaicas orgânicas do tipo heterojunção de volume fabricadas a partir de solventes não halogenados (2018)

  • Authors:
  • Autor USP: SOUSA, LIVIA MARIA DE CASTRO - EESC
  • Unidade: EESC
  • Sigla do Departamento: SMM
  • Subjects: CÉLULAS SOLARES; SOLVENTE
  • Keywords: SOLVENTES ORGÂNICOS; CICLOHEXANONA
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: A crescente demanda energética mundial vem estimulando pesquisas em novas fontes de energia limpa e renovável e de baixo custo. Nesse contexto, as células solares orgânicas (fotovoltaicos orgânicos - OPVs) destacam-se como uma alternativa promissora no campo dos fotovoltaicos. Por serem fabricadas a partir de soluções eletrônicas, sua fabricação se dá deposição sobre substratos rígidos ou flexíveis, e com isso, também por técnicas de impressão. Muitas moléculas poliméricas têm mostrado excelentes resultados, porém o desempenho das células depende também da morfologia do filme ultrafino da camada ativa, a qual depende do processamento e, sobretudo da atividade dos solventes orgânicos. Até o momento, a maioria dos solventes usados para a fabricação das OPVs de alto desempenho é da classe dos halogenados, como por exemplo, o clorobenzeno e o 1,2-diclorobenzeno. Esses solventes, além de exibirem alto custo de produção, apresentam toxicidade relativamente alta, com impactos adversos à saúde humana e ao meio ambiente. Visto que a tecnologia dos OPV s está próxima de sua comercialização, a procura por solventes alternativos de baixa toxicidade coloca-se como um desafio a essa área. Neste trabalho, identificou-se por meio dos parâmetros de solubilidade de Hansen, um solvente da classe dos não halogenados e não aromáticos com baixa toxicidade ao ser humano e ambientalmente amigável para ser aplicado como solvente de processamento de células solares orgânicas do tipo heterojunção de volume (BHJ). Para isso, os possíveis solventes foram avaliados segundo os parâmetros de solubilidade de Hansen para os polímeros, P3HT e PTB7-Th, e para as moléculas PC61BM e PC71BM, levando em consideração os critérios de riscos com base na ficha de segurança de produtos químicos. Desse modo, a ciclohexanona foi selecionada por conter as características desejadas para o estudoproposto no presente trabalho. As soluções de P3HT e de PTB7-Th em ciclohexanona foram avaliadas quanto à influência da temperatura das soluções na conformação dos polímeros, a partir da técnica de termocromismo. Os resultados revelam necessidade de aquecimento para que haja uma conformação menos agregada tanto do P3HT quanto do PTB7-Th em solução de ciclohexanona. Os filmes de P3HT:PC61BM e PTB7-Th:PC71BM foram depositados pela técnica de spin-coating sobre substratos de vidro e estudos sobre sua morfologia foram realizados por técnicas de imagens de microscopia óptica, AFM e medidas de absorção pela técnica UV-vis, e correlacionadas ao desempenho das células fabricadas. Os resultados obtidos foram promissores uma vez que nesse trabalho conseguimos células de até 5,5% de eficiência
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 03.08.2018
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      SOUSA, Lívia Maria de Castro; FARIA, Roberto Mendonça. Células fotovoltaicas orgânicas do tipo heterojunção de volume fabricadas a partir de solventes não halogenados. 2018.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-20052019-125241/ >.
    • APA

      Sousa, L. M. de C., & Faria, R. M. (2018). Células fotovoltaicas orgânicas do tipo heterojunção de volume fabricadas a partir de solventes não halogenados. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-20052019-125241/
    • NLM

      Sousa LM de C, Faria RM. Células fotovoltaicas orgânicas do tipo heterojunção de volume fabricadas a partir de solventes não halogenados [Internet]. 2018 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-20052019-125241/
    • Vancouver

      Sousa LM de C, Faria RM. Células fotovoltaicas orgânicas do tipo heterojunção de volume fabricadas a partir de solventes não halogenados [Internet]. 2018 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-20052019-125241/


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