Células solares orgânicas baseadas nas estruturas heterojunção em bicamada e heterojunção de volume

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2014
Autor(a) principal: Yamamoto, Natasha Ariane Diniz
Orientador(a): Roman, Lucimara Stolz, 1971-
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Física
Celulas solares
Polímeros conjugados
Radiação solar
Link de acesso: https://hdl.handle.net/1884/36465
Resumo: Orientadora: Profª. Drª. Lucimara Stolz Roman
id UFPR_55dfd4ea13e6e60784632dbe64cb793e
oai_identifier_str oai:acervodigital.ufpr.br:1884/36465
network_acronym_str UFPR
network_name_str Repositório Institucional da UFPR
repository_id_str
spelling Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em FísicaRoman, Lucimara Stolz, 1971-Yamamoto, Natasha Ariane Diniz2025-01-23T21:20:32Z2025-01-23T21:20:32Z2014https://hdl.handle.net/1884/36465Orientadora: Profª. Drª. Lucimara Stolz RomanTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Física. Defesa: Curitiba, 21/07/2014Inclui referênciasResumo: Neste trabalho, dispositivos fotovoltaicos orgânicos baseados na combinação de materiais doadores e aceitadores de elétrons são apresentados em duas estruturas distintas conhecidas como heterojunção em bicamada e heterojunção de volume. Os dispositivos em bicamada foram caracterizados tendo como camada fotossensível quatro copolímeros baseados em unidades de fluoreno e tiofeno. O primeiro dispositivo apresentado é composto pela bicamada do polímero comercial F8T2 com o fulereno C60. Nos dispositivos de F8T2, foi investigado o efeito de diferentes espessuras da camada polimérica no desempenho dos dispositivos e foi possível estimar valores de mobilidade de portadores de cargas efetiva para cada espessura, sendo que o valor mais alto foi encontrado para a espessura igual a 30 nm. Com essa mesma estrutura em bicamada foi possível a fabricação e caracterização de dispositivos em substratos flexíveis. Os outros três materiais estudados em heterojunção bicamada são polímeros compostos por unidades de fluoreno e tiofeno, nos quais a quantidade de tiofenos é sistematicamente variada: LaPPS 23 (fluoreno- tiofeno), LaPPS 43 (fluoreno-bitiofeno) e LaPPS 45 (fluoreno-tertiofeno). Quando não são submetidos a tratamento térmico, a camada fotossensível composta pelo material com maior quantidade de tiofenos (LaPPS 45) apresentou maior eficiência de conversão de potência. No entanto, quando os filmes são submetidos a tratamento térmico, o melhor desempenho foi encontrado para o LaPPS 43 (200 °C) devido a um aumento considerável na mobilidade de buracos neste material. Dispositivos em heterojunção de volume baseados na mistura do F8T2 com o fulereno PCBM foram testados com diferentes temperaturas de tratamento térmico da camada fotossensível. Observou-se a melhoria do desempenho dos dispositivos com o aumento da temperatura de tratamento térmico. Nanopartículas baseadas na mistura de polímero-polímero e polímero-fulereno foram sintetizadas em meio aquoso pelo método da miniemulsão. Dispositivos fotovoltaicos foram testados com filmes depositados por centrifugação e por doctor blade. As propriedades de transporte elétrico nestas nanopartículas foram descritas por um modelo fenomenológico que relaciona a morfologia intrínseca dos filmes às respostas fotovoltaicas.Abstract: In this work, we present organic photovoltaic devices based on the combination of an electron donor and an acceptor material in two distinct structures known as bilayer heterojunction and bulk heterojunction. The bilayer devices have been characterized based on four copolymers composed of fluorene and thiophene units. First, it is presented the bilayer device based on the commercial polymer F8T2 with the fullerene C60. In these F8T2 devices, the effect on the device performance of different polymer layer thickness was investigated, and it was possible to estimate the effective charge carrier mobility for each thickness, whereas the highest value was found for the polymer thickness of 30 nm. In the same bilayer structure, it was possible to manufacture and characterize devices made on flexible substrates. The other three materials tested in the bilayer heterojunction are polymers composed of fluorene and thiophene units in which the amount of thiophene unites is systematically varied: Lapps 23 (fluorene-thiophene) Lapps 43 (fluorene-bithiophene), and Lapps 45 (fluorene-terthiophene). Among them, the highest power conversion efficiency for the as cast device was found for the one with the highest amount of thiophene units (Lapps 45). However, for annealed devices, the best performance was found for LaPPS 43 (200 °C) due to the remarkable increase in the hole mobility value for this material. Bulk heterojunction devices based on the blend of F8T2 with the fullerene PCBM were tested at different annealing temperatures of the blend layer. It was found that device efficiency improves with the increase in the annealing temperature. Nanoparticles based on polymer-polymer and polymer-fullerene blends have been synthesized in aqueous medium by the miniemulsion method. Photovoltaic devices have been tested whereas the nanoparticle films were deposited by spin coating and by doctor blade coating. The electrical transport properties of the nanoparticle films are fully described by a phenomenological model that relates intrinsic film morphology to the photovoltaic response.132f. : il. algumas color., tabs., grafs.application/pdfDisponível em formato digitalFísicaCelulas solaresPolímeros conjugadosRadiação solarCélulas solares orgânicas baseadas nas estruturas heterojunção em bicamada e heterojunção de volumeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - NATASHA ARIANE DINIZ YAMAMOTO.pdfapplication/pdf17174378https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36465/1/R%20-%20T%20-%20NATASHA%20ARIANE%20DINIZ%20YAMAMOTO.pdf931fcfdeef4830e2f9a90ea6646e381bMD51open accessTEXTR - T - NATASHA ARIANE DINIZ YAMAMOTO.pdf.txtExtracted Texttext/plain230533https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36465/2/R%20-%20T%20-%20NATASHA%20ARIANE%20DINIZ%20YAMAMOTO.pdf.txt6ffc74f663e382311fe6456924ace69aMD52open accessTHUMBNAILR - T - NATASHA ARIANE DINIZ YAMAMOTO.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1148https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36465/3/R%20-%20T%20-%20NATASHA%20ARIANE%20DINIZ%20YAMAMOTO.pdf.jpg4e82bca7dcc434600a9d3c698d95092fMD53open access1884/364652025-01-23 18:20:32.832open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/36465Repositório InstitucionalPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestinformacaodigital@ufpr.bropendoar:3082025-01-23T21:20:32Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Células solares orgânicas baseadas nas estruturas heterojunção em bicamada e heterojunção de volume
title Células solares orgânicas baseadas nas estruturas heterojunção em bicamada e heterojunção de volume
spellingShingle Células solares orgânicas baseadas nas estruturas heterojunção em bicamada e heterojunção de volume
Yamamoto, Natasha Ariane Diniz
Física
Celulas solares
Polímeros conjugados
Radiação solar
title_short Células solares orgânicas baseadas nas estruturas heterojunção em bicamada e heterojunção de volume
title_full Células solares orgânicas baseadas nas estruturas heterojunção em bicamada e heterojunção de volume
title_fullStr Células solares orgânicas baseadas nas estruturas heterojunção em bicamada e heterojunção de volume
title_full_unstemmed Células solares orgânicas baseadas nas estruturas heterojunção em bicamada e heterojunção de volume
title_sort Células solares orgânicas baseadas nas estruturas heterojunção em bicamada e heterojunção de volume
author Yamamoto, Natasha Ariane Diniz
author_facet Yamamoto, Natasha Ariane Diniz
author_role author
dc.contributor.other.pt_BR.fl_str_mv Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Física
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Roman, Lucimara Stolz, 1971-
dc.contributor.author.fl_str_mv Yamamoto, Natasha Ariane Diniz
contributor_str_mv Roman, Lucimara Stolz, 1971-
dc.subject.por.fl_str_mv Física
Celulas solares
Polímeros conjugados
Radiação solar
topic Física
Celulas solares
Polímeros conjugados
Radiação solar
description Orientadora: Profª. Drª. Lucimara Stolz Roman
publishDate 2014
dc.date.issued.fl_str_mv 2014
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2025-01-23T21:20:32Z
dc.date.available.fl_str_mv 2025-01-23T21:20:32Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/1884/36465
url https://hdl.handle.net/1884/36465
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.pt_BR.fl_str_mv Disponível em formato digital
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 132f. : il. algumas color., tabs., grafs.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFPR
instname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron:UFPR
instname_str Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron_str UFPR
institution UFPR
reponame_str Repositório Institucional da UFPR
collection Repositório Institucional da UFPR
bitstream.url.fl_str_mv https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36465/1/R%20-%20T%20-%20NATASHA%20ARIANE%20DINIZ%20YAMAMOTO.pdf
https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36465/2/R%20-%20T%20-%20NATASHA%20ARIANE%20DINIZ%20YAMAMOTO.pdf.txt
https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36465/3/R%20-%20T%20-%20NATASHA%20ARIANE%20DINIZ%20YAMAMOTO.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 931fcfdeef4830e2f9a90ea6646e381b
6ffc74f663e382311fe6456924ace69a
4e82bca7dcc434600a9d3c698d95092f
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)
repository.mail.fl_str_mv informacaodigital@ufpr.br
_version_ 1847526096437772288

Registros relacionados