Síntese eletroquímica de filmes finos de polímeros e derivados para aplicação em dispositivos fotovoltaicos

Abstract

Resumo

Resumo: Neste trabalho é apresentado um método eletroquímico de deposição de filmes finos de polibitiofeno (PBT) para aplicação em Dispositivos Fotovoltaicos Orgânicos (OPV) com espessuras entre 20 e 40 nm, apresentando recobrimento homogêneo e uniforme do eletrodo. A eletrodeposição potenciostática do polímero conjugado PBT foi estudada em três meios de eletrossíntese distintos: meio orgânico, meio aquoso e líquido iônico. Para cada meio de síntese testado foram desenvolvidos OPVs na estrutura bicamada com a molécula aceitadora de elétrons C60. Foi realizada a comparação dos dispositivos com eletrodo modificado de Poli(3,4-etileno dioxitiofeno):Poli(4-estireno sulfonato) (PEDOT:PSS) e com o eletrodo controle sem PEDOT:PSS. As propriedades ópticas, elétricas e morfológicas dos OPVs foram obtidas pelo espectro dinâmico, curva características J x V e microscopia de força atômica. Os OPVs utilizando PEDOT:PSS apresentaram melhores propriedades fotovoltaicas sendo o melhor dispositivo obtido com PBT eletrodepositado em meio aquoso com espessura de 21 ±10 nm.

Abstract: This work presents 3 methods for electrochemical deposition of polybithiophene (PBT) thin films for application in Organic Photovoltaic devices (OPV) with thicknesses ranging between 20 and 40 nm with homogeneous and uniform coating of the electrode. We studied three different routes of eletrosynthesis: organic, aqueous and ionic liquid medium for the electrodeposition of the conjugated polymer. For each one, we have developed OPVs in bilayer structure with the electron acceptor molecule C60. We used modified substrates electrode (ITO|PEDOT: PSS) and the control electrode without PEDOT: PSS. The OPVs optical, electrical and morphological characteristics were investigated by their action spectrum, J x V curves and atomic force microscopy. The OPVs using PEDOT: PSS showed better photovoltaic properties. The best was found for the electropolymerized PBT electropolymerized obtained in aqueous medium with a thickness of 21 ± 10 nm.