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Aplicações de semicondutores orgânicos: de células solares nanoestruturadas a dosímetros de radiação ionizante (2007)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: CASTRO, FERNANDO ARAÚJO DE - FFCLRP
  • USP Schools: FFCLRP
  • Sigla do Departamento: 591
  • Subjects: SEMICONDUTORES (FÍSICO-QUÍMICA); DOSÍMETROS; RADIAÇÃO IONIZANTE; NANOTECNOLOGIA
  • Language: Português
  • Abstract: O objetivo deste trabalho foi de contribuir para o avanço de duas áreas de aplicação tecnológica de semicondutores orgânicos: células solares e dosimetria de radiação gama. Foi demonstrada a aplicabilidade de corantes cianinos como doadores de elétrons em células com fulereno 'C IND. 60' e aceitadores de elétrons em células com MEH-PPV através de estudos de quenching da fluorescência e da fabricação e caracterização de dispositivos fotovoltaicos. A importância dos níveis dos orbitais de fronteira e o efeito de interfaces nestes valores foram discutidos; e a presença de íons nos corantes foi utilizada para fabricação de fotodiodos com responsividade maior que 150 mA/W (-2 V). Dispositivos do tipo bulk -heterojunction (BH), usando MEH-PPV e estes corantes, também foram preparados e caracterizados. Foi observada uma completa mudança no sinal da foto-corrente gerada, dependendo da concentração relativa entre os componentes da blenda, o que foi relacionado a uma inversão morfológica. Na seqüência, foi demonstrado um novo conceito de fabricação de células solares através da nanoestruturação de filmes finos poliméricos. A metodologia se baseia no processo de separação de fases em blendas poliméricas durante o processo de deposição por spin-coating e a subseqüente remoção de uma das componentes. A possibilidade de se obter, de forma controlada, filmes finos com picos variando de poucos nanômetros até micrômetros foi demonstrada. Os efeitos de parâmetros, como pesomolecular, solvente usado e composição relativa, foram investigados e discutidos com base na análise de imagens de microscopia de força atômica e em modelos de separação de fase. Dispositivos de MEH-PPV estruturado, coberto com 'C IND 60', foram fabricados e apresentaram eficiências de conversão de potência ('eta') de luz branca até 400% maior do que um dispositivo de dupla camada. A 'eta' monocromática atingiu 2.95% (480 nm), valor 3 vezes maior do que que o melhor valor reportado na literatura para este par de materiais, mesmo em uma estrutura tipo BH. Finalmente, foi investigada a interação de radiação gama com semicondutores orgânicos. Foi observado um efeito de proteção quando mais de um material é usado, como no caso de blendas; e concluiu-se que o efeito da radiação gama nas moléculas orgânicas se dá essencialmente de forma indireta. Além disso, foi demonstrada a aplicabilidade de um corante polimerizado como dosímetro de radiação gama. A sua faixa de operação (linear com a dose) pode ser alterada variando-se a concentração da solução do corante; e poderia ser utilizado na região de doses de irradiação de alimentos. Filmes finos também foram investigados. Dois parâmetros dosimétricos podem ser utilizados, o deslocamento do pico ou a intensidade da absorbância. Foram observados, ainda, um estreitamento da banda de fotoluminescência e uma diminuição da contribuição vibracional, após irradiação das soluções. Isto pode ter implicação na áreade displays, uma vez que a pureza da cor emitida é importante. As possíveis causas das alterações dos espectros óticos foram discutidas
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 22.06.2007
  • Acesso online ao documento

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    FCLRP20800025203Castro, Fernando Araújo de
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    • ABNT

      CASTRO, Fernando Araújo de; GRAEFF, Carlos Frederico de Oliveira. Aplicações de semicondutores orgânicos: de células solares nanoestruturadas a dosímetros de radiação ionizante. 2007.Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2007. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-04032008-130735/ >.
    • APA

      Castro, F. A. de, & Graeff, C. F. de O. (2007). Aplicações de semicondutores orgânicos: de células solares nanoestruturadas a dosímetros de radiação ionizante. Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-04032008-130735/
    • NLM

      Castro FA de, Graeff CF de O. Aplicações de semicondutores orgânicos: de células solares nanoestruturadas a dosímetros de radiação ionizante [Internet]. 2007 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-04032008-130735/
    • Vancouver

      Castro FA de, Graeff CF de O. Aplicações de semicondutores orgânicos: de células solares nanoestruturadas a dosímetros de radiação ionizante [Internet]. 2007 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-04032008-130735/

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