Programa de Pós-Graduação em Física da UFSC, Florianópolis

Seminário com Prof. Dr. Roberto Mendonça Faria – 16 de junho de 2023 (sexta-feira) – 10h15min

12/06/2023 08:00

O PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA convida para o seminário:

Modelos analíticos J-V e medidas de transiente elétrico em células solares orgânicas*

Prof. Dr. Roberto Mendonça Faria

IFSC/USP

*Evento de presença obrigatória da disciplina seminários

Resumo:

As eficiências das células solares de terceira geração, as de camadas ativas ultrafinas, vêm aumentando progressivamente nos últimos anos. As três tecnologias atuais, as orgânicas, as de perovskitas, e as de pontos quânticos, mostram-se promissoras à produção de energia limpa e renovável em future breve. Dentre essas tecnologias emergentes, as células solares orgânicas deverão continuar no foco das pesquisas por um longo tempo, devido às inúmeras estruturas químicas orgânicas que ainda podem ser sintetizadas. A morfologia nanoestruturada dos filmes finos orgânicos, formada por moléculas doadoras e aceitadoras de elétrons, continua a ser a base da estrutura das chamadas células de heterojunção de volume (Bulk heterojunction solar cells – BHJ). A enorme área de contato entre as fases doadoras e aceitadoras aumentou consideravelmente a geração de portadores disponíveis à condução elétrica, mas, concomitantemente, aumentou também a probabilidade de recombinação entre os portadores positivos e negativos. A recombinação dos portadores é um dos principais fatores de limitação da eficiência das BHJ. A clássica caracterização estacionária J-V (corrente-voltagem) nos fornece os parâmetros necessários ao cálculo da eficiência das células (corrente de curto-circuito J_sc, voltage de circuito aberto V_oc, e fator de preenchimento FF), mas oferece poucas informações sobre os mecanismos de geração e transporte de portadores. Portanto, são necessários a elaboração de modelos e a busca de experimentos alternativos e complementares. Nesse seminário, apresentamos dois modelos analíticos J-V, um considerando cinética de primeria ordem à recombinação, e outro cinética de segunda ordem. Será também discutida uma nova técnica de caracterização: as de medidas transientes. Para analisar os resultados usaremos células clássicas do tipo BHJ: ITO/PEDOT:PSS/P3HT-Th:PC₆₁BM/Ca/Al e ITO/PEDOT:PSS/PTB7-Th:PC₇₁BM/Ca/Al.