Eletropolimerização pulsada para confecção de camadas transportadoras de cargas foto-geradas em dispositivos fotovoltaicos orgânicos

Abstract

Resumo: Neste trabalho, filmes de polianilina (PAni) depositados por eletropolimerização potenciostática pulsada foram utilizados como camada transportadora em dispositivo orgânico fotovoltaico de heterojunção. Os filmes de PAni foram depositados sobre eletrodo de óxido de índio e estanho (ITO) utilizando-se potenciais pulsados de 1,0 V e 1,5 V em solução ácida contendo 0,1 M de monômero anilina. Os filmes apresentaram coloração esverdeada, uniforme e sem descontinuidades. A morfologia dos filmes de PAni foi analisada por imagens de microscópio de força atômica (AFM) e sua estabilidade foi verificada através de curvas de voltametria cíclica. Análise de espectroscopia de absorção ultravioleta-visível (UV-Vis) evidenciou a obtenção de filmes poliméricos no estado condutor (base esmeraldina). Os filmes de PAni depositada por eletropolimerização potenciostática pulsada sob diferentes tensões foram utilizados como camada transportadora de cargas em dispositivos fotovoltaicos de heterojunção à base de polímeros conjugados. As eficiências de conversão de energia (η) dos dispositivos com estrutura ITO/PAni/MDMO-PPV_PCBM/Al foram determinadas através da curva densidade de corrente-tensão (J-V) e comparadas com os dispositivos construídos sem a camada de PAni com estrutura ITO/MDMO-PPV_PCBM/Al, e observou-se que os dispositivos contendo filmes de PAni apresentaram eficiência cerca de 4 vezes maior. Palavras-chave: Polianilina, eletroquímica de polímeros conjugados, camada transportadora, fotovoltaicos orgânicos. Pulsed Electrodeposition of Polyaniline Films Used as Photogenerated Charge Transporting Layers in Organic Photovoltaic DevicesAbstract: Polyaniline (PAni) films obtained by means of pulsed potentiostatic electropolymerization were used as hole-transporting layer in organic photovoltaic devices. PAni films were deposited onto Indium Tin Oxide (ITO) from an acid solution containing 0.1 M aniline monomer at pulsed potentials of 1 V and 1.5V. The PAni films were characterized by Atomic Force Microscopy (AFM), Cyclic voltammetry and UV-Vis absorption spectroscopy. The active layer of poly[2-methoxy-5-(3′,7′-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylenevinylene] (MDMO-PPV) and phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM) was spin coated onto PAni films to obtain the ITO/PAni/MDMO-PPV_PCBM/Al photovoltaic device structures. The power conversion efficiency (η) of multilayered devices was evaluated by current density-voltage (J-V) curves. The results indicate that devices obtained with PAni films exhibit a 4-fold increase in conversion efficiency compared to devices without PAni films. Keywords: Polyaniline, pulsed potentiostatic electropolymerization, conductive layer, organic photovoltaics. IntroduçãoAtualmente, os dispositivos capazes de converter energia luminosa em energia elétrica (dispositivos fotovoltaicos ou células solares) apresentam elevado custo de produção, pois são construídos principalmente com silício (Si) de elevada pureza. Os materiais semicondutores orgânicos, como os polímeros, são candidatos potencialmente promisso...