Correlação entre estrutura e propriedades dos homo e copolímeros dos poli(3-alquiltiofenos) para aplicação em dispositivos orgãnicos
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Resumo: A investigação e desenvolvimento tecnológico em torno da geração de energia elétrica a partir de células fotovoltaicas orgânicas (OPVs) tem crescido de forma significativa, isso devido a procura por fontes de energia renovável, limpa e econômica Os P3ATs por serem altamente fotossensíveis são aplicados em camadas ativas em OPVs Nesse sentido, um estudo complementar entre as propriedades elétricas e ópticas dos polímeros semisemicondutores dos dos P3ATs, preparados eletroquimicamente em LiClO4 ou Et4NBF4 em ACN com eletrodo de referência Ag/AgCl, foi realizado considerado principalmente as propriedades estruturais da matriz polimérica e sua interação com os demais componentes presentes na confecção de camadas ativas nas OPVs O estudo dos filmes sintetizados sobre platina em diferentes eletrólitos das propriedades elétricas e ópticas dos copoliméricos em relação aos respectivos homopolímeros P3MT, P3HT e P3OT, com a utilização das espectroscopias de impedância eletroquímica (EIE) e refletância (UV-Vis), verificou-se a menor resistência à transferência de carga (RTC) para os copolímeros e modificação nos parâmetros ópticos conforme o material obtido Com as espectroscopias de fotoluminescência (PL) e Raman, e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) a menor RTC desses materiais e maior intensidade PL refletiram a estabilização do segmento cátion radical e a maior área ativa dos filmes formados A síntese e propriedades dos homopolímeros e seus copolímeros, em que se utilizou como substrato o ITO gerou matérias com menores RTC quando comparandas as RTC observadas para os filmes sintetizados sobre Pt Os resultados de Raman ex situ e in situ reforçaram a relação direta das propriedades dos P3ATs com a variação estrutural da matriz polimérica O sistema ITO/PCBM/P3ATs, o PCBM depositado sobre ITO por meio da técnica de Langmuir-Schaefer formou o sistema ITO/PCBM, e os P3ATs sintetizados eletroquimicamente sobre o ITO/PCBM resultou nos sistemas ITO/PCBM/P3ATs Os dados da Voltametria Cíclica (VC) obitidos para os ITO/PCBM/P3ATs demonstraram deslocamentos nos picos anódicos e catódicos, indicando alterações significativas nas propriedades eletroquímicas desses sistemas Com a EIE o menor valor de RTC para ITO/PCBM/P3HT resultou da contribuição da condução polarônica, quando comparado aos valores de RTC dos sistemas ITO/P3HT e ITO/PCBM/P3MT, que resultaram da contribuição da condução bipolarônica Os dados de VC e EIS dos filmes de P3MT, P3HT e P3OT sintetizados sobre ITO em meio ácido de difenilfosfato (DPHP), indicaram variações no comportamento eletroquímico e elétrico desses polímeros quando comparados ao obtidos em meio neutro de LiClO4-ACN A espectroscopia Raman dos materiais gerados em meio DPHP e LiClO4-ACN possíbilitou acompanhar a estabilidade dos segmentos aromático, cátion radical e dicátion na matriz polimérica com a variação do tempo e meio eletrolítico
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Palavras-chave
Copolímeros, Polímeros conjugados, Eletroquímica, Semicondutores orgânicos, Raman, Espectroscopia de, Copolymers, Conjugated polymers, Electrochemistry, Organic semiconductors, Raman spectroscopy, Impedance spectroscopy