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Type: Dissertação
Title: Produção e caracterização de dispositivos orgânicos fotovoltaicos (OPV’s): Um estudo das camadas transportadoras de cargas.
Author: Oliveira, Bruno Randal de
First Advisor: Quirino, Welber Gianini
Referee Member: Silva, Raigna Augusta da
Referee Member: Legnani, Cristiano
Resumo: Um dos grandes desafios da atualidade é a produção de energia limpa e renovável, uma vez que a demanda por energia continuará crescendo. Assim, não apenas são necessárias fontes com grande potencial energético para suprir uma demanda cada vez maior, mas também fontes que não degradem o meio ambiente. Nesse contexto, a energia solar coloca-se como uma excelente alternativa. Devido a sua atuação local, a partir da instalação de células solares em forma de painéis, como uma fonte de geração distribuída, é possível reduzir os custos com a transmissão e distribuição, além do impacto substancialmente menor ao meio ambiente quando comparado à geração por outras fontes, como hidrelétrica e termoelétrica, por exemplo. Os dispositivos fotovoltaicos a base de silício encontram-se em um estágio relativamente avançado, contudo o custo de produção e de manutenção ainda é um impedimento para o uso em grande escala além de terem aplicações limitadas, por serem pesadas e rígidas. Como alternativa, os semicondutores orgânicos, vêm sendo usados na fabricação de células orgânicas OPV (do inglês Organic Photovoltaic). As OPVs são dispositivos formados por filmes finos que podem ser aplicados e moldados em vários locais como por exemplo, o vidros das janelas, e se apresentam como uma alternativa promissora ao mercado fotovoltaico. Neste trabalho foi realizado um estudo sobre a “performance” de dispositivos fotovoltaicos orgânicos, com ênfase no papel que desempenham as camadas transportadoras de cargas nestes dispositivos. Utilizando-se como camada ativa de referência numa blenda de P3HT:PCBM, buscou-se primeiramente, como uma alternativa aos materiais já reportados na literatura, funcionalizar o óxido de grafeno com potássio para incluí-lo na camada transportadora de elétrons. Em seguida, estudar o efeito da adição de nanopartículas de prata revestidas de SiO2 no PEDOT:PSS, material amplamente utilizado na literatura como camada transportadora de buracos. Por fim, foram feitos estudos de dispositivos que receberam as duas modificações simultaneamente.
Abstract: One of the biggest challenges in current days is the clean renewable energy production. Once, we know the energy demands will keep growing. Thus, not only necessary great potential energetic sources to supply the increasing demand but also undemageable environmental sources. In this context, the solar energy is an excellent alternative. Due to its local performance, from solar cells installed in panel shapes, as a distributed generation sources. It is possible to reduce the costs with a distributed transmission, besides the substantially lower impact on the environment when compared to generations by other sources like hydroelectric and thermoelectric. The based silicon photovoltaic devices are at a relatively advanced stage; however, the production and maintenance cost is a barrier for the usage in high scale yet. Furthermore, these photovoltaic devices have a limited application because they are heavy and tough. As an alternative, the organics semiconductors have been used in the manufacture of organic cells OPV (In English Organic Photovoltaic). The OPVs are devices formed by thin films that can be applied and modeled in many locations for instance the glass of windows and they present themselves as a promising result for the photovoltaic market. In this work, a study about the organic photovoltaics “performance”, emphasizing the role they play as a charge carrier layer in these devices. Using as an active layer of blend of P3HT:PCBM. Firstly, it has been searched, as an alternative to the material we can found in the literature, how to functionalize graphene oxide with potassium to include in the electron carrier layer. Then, study the effects of adding SiO2 coated silver nanoparticles in the PEDOT:PSS, material widely used in the literature as a carrier layer of hole. Finally, studies were made of devices that received both modifications simultaneously.
Keywords: Nanopartículas de prata
Óxido de grafeno funcionalizado com potássio
Células solares orgânicas
Silver nanoparticles
Graphene oxide with potassium
Organic solar cells
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Física
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13132
Issue Date: 20-Apr-2018
Appears in Collections:Mestrado em Física (Dissertações)



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