Este documento descreve o uso de filmes de polianilina (PAni) depositados por eletropolimerização pulsada como camadas transportadoras de cargas em dispositivos fotovoltaicos orgânicos. Os filmes de PAni foram caracterizados e apresentaram boa morfologia e condutividade. Dispositivos com estrutura de ITO/PAni/MDMO-PPV_PCBM/Al tiveram eficiência 4 vezes maior do que dispositivos sem PAni, mostrando que a camada de PAni auxilia no transporte de cargas
Pedro amone junior sinalizacao maritima fim tudoPedro Amone
Este documento dimensiona um sistema fotovoltaico para sinalização marítima em bóias com autonomia de 5 dias. Detalha os componentes necessários como painéis solares, controlador de carga e baterias solares e calcula suas especificações para atender a demanda de energia. Apresenta também o diagrama e orçamento do projeto dimensionado.
O documento apresenta os resultados da pesquisa de mestrado de Marco Roberto Cavallari sobre o desenvolvimento de uma metodologia de fabricação de transistores de filmes finos orgânicos. O trabalho teve como objetivos produzir e caracterizar células solares orgânicas de alta eficiência e aplicar técnicas de determinação da mobilidade em filmes semicondutores orgânicos para fabricar e caracterizar transistores orgânicos. Os principais resultados incluem a otimização do processo de fabricação de células solares flexíveis e a aplicação de diferentes té
Modificação de Polipropileno com Peróxidos OrgânicosValdemirGarbim
O documento discute a modificação do polipropileno usando peróxidos orgânicos como iniciadores de radicais livres. Apresenta os diferentes tipos de peróxidos, seus mecanismos de decomposição térmica e parâmetros importantes para escolha do peróxido, como taxa de decomposição e capacidade de abstração de hidrogênio. Também descreve o mecanismo de modificação do polipropileno, onde os radicais gerados pelos peróxidos reagem com as cadeias poliméricas.
O documento descreve a energia solar fotovoltaica, incluindo seu princípio de funcionamento, componentes das células solares, tipos de células e películas, eficiência de conversão, tempo de retorno energético e aplicações no Portugal.
Modificação de Polipropileno com Peróxidos OrgânicosBorrachas
[1] O documento discute a modificação de polipropileno usando peróxidos orgânicos como iniciadores de radicais livres para promover reações químicas. [2] É explicado que os peróxidos orgânicos podem decompor-se termicamente gerando radicais que abstraem átomos de hidrogênio da cadeia polimérica. [3] Dois peróxidos comumente usados no processo são apresentados: dicumyl peroxide e α-α’-di(t-butyl-peroxy)-1,3-
Carregador de celular portátil alimentado por matriz multi energéticahelygalvaojr
1) O documento descreve um estudo sobre o desenvolvimento de um carregador de celular portátil alimentado por múltiplas fontes de energia, como solar e elétrica.
2) O objetivo é permitir a mobilidade e uso de diferentes matrizes energéticas para carregar o celular.
3) O estudo inclui uma revisão bibliográfica sobre os principais componentes e tecnologias envolvidas, como painéis solares, baterias, controladores de carga e conversores.
Carregador de celular portátil alimentado por matriz multi energéticaPollyanna Batista
1) O documento descreve um estudo sobre o desenvolvimento de um carregador de celular portátil alimentado por múltiplas fontes de energia, como solar e elétrica.
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1) O documento descreve um estudo sobre o desenvolvimento de um carregador de celular portátil alimentado por múltiplas fontes de energia, como solar e elétrica.
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Este documento fornece uma introdução sobre sistemas de energia solar fotovoltaica, incluindo seus principais componentes e como funcionam. Explica que as células solares convertem a luz do sol diretamente em eletricidade através do efeito fotovoltaico e descreve o processo de fabricação de módulos fotovoltaicos. Também aborda conceitos elétricos básicos como tensão e corrente em sistemas fotovoltaicos.
Caracterização Estrutural e Morfológica da Poli(o-etoxianilina) Sal de Esmera...Adriano Silva
Este documento apresenta a caracterização estrutural e morfológica da Poli(o-etoxianilina) Sal de Esmeraldina (POEA-ES) através de técnicas como Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Ajuste LeBail e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A POEA-ES apresentou cristalinidade de 30% e cristalitos de tamanho médio de 20 nm. As análises permitiram identificar
Este documento apresenta uma revisão sobre dispositivos poliméricos eletroluminescentes. Em três frases:
1) É apresentada uma visão geral sobre dispositivos que utilizam polímeros conjugados como meio ativo e descreve seus principais componentes.
2) São mostrados exemplos de polímeros e copolímeros conjugados comumente empregados em dispositivos poliméricos emissores de luz, como poli(fluorenos).
3) Alguns aspectos das propriedades de foto e eletroluminescência
1. O documento analisa a miscibilidade da blenda de poli(cloreto de vinila)/poliestireno (PVC/PS) utilizando técnicas de viscosimetria, espectroscopia no infravermelho, índice de refração e microscopia eletrônica de varredura.
2. A análise de miscibilidade por viscosimetria mostrou resultados diferentes para os três modelos propostos, sendo o modelo de Pan et al. o que mais se aproximou dos resultados das outras técnicas.
3. Essas té
Este documento apresenta um guia sobre sistemas de energia solar fotovoltaica, discutindo tópicos como a composição física e fabricação de células solares, conceitos elétricos, configuração e dimensionamento de sistemas, além de instalação e manutenção.
Guia didático de energia solar 04 conversão fotovoltaica da energia solarfpv_transilvania
Este documento fornece um resumo histórico da energia solar fotovoltaica, descrevendo os principais momentos desde a descoberta do efeito fotovoltaico no século XIX até as aplicações atuais. Também explica brevemente como funcionam as células solares, as principais tecnologias, e como a eficiência aumentou ao longo do tempo, tornando a energia solar mais viável.
Livro manual-de-engenharia-sistemas-fotovoltaicos-2014Jose Costa
Este documento apresenta um manual de engenharia para sistemas fotovoltaicos. Ele fornece informações técnicas sobre componentes, projeto e instalação de sistemas fotovoltaicos. O manual foi organizado por pesquisadores de diversas instituições brasileiras e revisado pelo Ministério de Minas e Energia para promover o desenvolvimento sustentável de energia solar no país.
Este documento apresenta um manual de engenharia para sistemas fotovoltaicos. O manual foi organizado por pesquisadores de diversas instituições e revisado para fornecer informações técnicas atualizadas sobre projeto, instalação e manutenção de sistemas fotovoltaicos. O documento inclui tópicos sobre recursos solares, células e módulos fotovoltaicos, componentes básicos de sistemas fotovoltaicos e normas aplicáveis ao setor.
Actividade Experimental Carrinho Fotovoltaicofercarbar
Este documento descreve como construir um carrinho movido a energia solar. Ele fornece instruções passo a passo para cortar uma placa de madeira para o chassis, fixar rodas e eixos, acoplar uma roldana ao motor, e ligar painéis solares em série ao motor. O objetivo é demonstrar uma aplicação prática da energia solar fotovoltaica.
Este documento apresenta uma dissertação de mestrado sobre geração distribuída de energia solar fotovoltaica na cidade de Curitiba e região. O estudo simula cenários de inserção de sistemas fotovoltaicos distribuídos e analisa seus efeitos sobre as curvas de carga elétrica, redução do consumo de energia, redução de emissões de CO2 e aumento da capacidade do sistema elétrico. Os resultados indicam que a capacidade instalada ótima está entre 40,8 e 55,68 MWp, o
Redes em Fibras Óticas: Produção e CaracterizaçãoNarah Rank
Este relatório apresenta os resultados de um projeto de pesquisa sobre redes ópticas em fibras, especificamente redes de período longo e redes de Bragg. O projeto caracterizou essas redes produzidas em laboratório e avaliou seu potencial como sensores. Uma rede de período longo foi gravada em fibra hidrogenada e redes de Bragg foram gravadas em fibras comuns. Os resultados demonstraram que essas redes são sensíveis a parâmetros como temperatura e podem ser usadas para sensoriamento.
Este documento fornece um guia sobre sistemas de energia solar fotovoltaica. Ele discute a composição física e fabricação de células e módulos fotovoltaicos, conceitos elétricos básicos e dimensionamento de sistemas solares. O documento contém 8 capítulos e um anexo sobre radiação solar.
Este documento descreve como construir uma célula solar fotovoltaica usando materiais acessíveis. Ele explica o princípio de funcionamento da célula solar de Grätzel e fornece instruções passo a passo para preparar os eletrodos e montar a célula, que converte a energia solar diretamente em eletricidade usando um corante orgânico. O documento também sugere experimentos que podem ser realizados na sala de aula para estudar o desempenho da célula.
1. O documento discute os princípios de funcionamento de células e módulos fotovoltaicos, incluindo o efeito fotovoltaico, parâmetros elétricos, associação de células, efeitos de temperatura e irradiância.
2. São revisados os tipos de células de silício cristalino e filmes finos, assim como técnicas de concentração fotovoltaica.
3. Por fim, aborda-se normas para módulos fotovoltaicos e novas tecn
1. O relatório descreve o desenvolvimento de processos de fabricação de células solares em silício, com foco na difusão de boro e metalização por serigrafia.
2. As células solares fabricadas foram caracterizadas em um simulador solar para medir suas curvas corrente-tensão.
3. O objetivo da bolsa de iniciação tecnológica foi adquirir conhecimentos sobre fabricação e caracterização de células solares.
O documento descreve os principais componentes e conceitos de sistemas de energia solar fotovoltaica, incluindo a composição física e fabricação de células e módulos solares, configuração de sistemas de geração fotovoltaica e conceitos elétricos básicos.
O documento descreve os principais componentes e conceitos de sistemas de energia solar fotovoltaica, incluindo a composição física e fabricação de células e módulos solares, a configuração de sistemas de geração fotovoltaica e armazenamento em baterias, e a instalação e manutenção destes sistemas.
Este documento fornece o plano de ensino e aprendizagem para o curso de Eletricidade e Eletrônica. O curso abordará conceitos básicos como cargas elétricas, campo elétrico, corrente elétrica e componentes como capacitores, resistores e transistores. O plano detalha o cronograma de aulas, metodologia, avaliações e bibliografia.
O capítulo 7 discute os detectores de luz, especificamente fotodiodos PIN e avalanche. O capítulo 8 trata de componentes passivos como conectores e emendas, além de moduladores externos e como direcionam sinais em redes ópticas. Ambos os capítulos contêm figuras para melhor entendimento e o 8o tem viés mais prático.
1) O documento discute os tipos e aplicações de energia solar fotovoltaica e térmica
2) São descritos os principais tipos de células solares como silício cristalino, policristalino e filmes finos e suas eficiências
3) Detalha a história, componentes, vantagens e desvantagens dos sistemas fotovoltaicos isolados, conectados à rede e híbridos
Tecnologia da usinagem dos materiais site do livroadalberto miran
O documento descreve um livro sobre tecnologia da usinagem de materiais. O livro discute tópicos como movimentos e grandezas de usinagem, geometria da ferramenta, formação do cavaco, forças de corte, materiais para ferramentas, desgaste da ferramenta, análise de condições econômicas de usinagem e usinabilidade dos materiais. O livro fornece informações técnicas sobre vários processos de usinagem.
Este documento descreve uma pesquisa realizada com professores de química do ensino médio sobre o ensino experimental e o tema eletroquímica. O objetivo foi conhecer como os professores refletem sobre sua prática docente ao planejar e realizar atividades experimentais, e como propuseram uma atividade sobre eletroquímica. O autor realizou um curso de formação com os professores e observou mudanças em suas concepções sobre ensino experimental e sobre o tema abordado.
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1) Marie Curie nasceu na Polônia em 1867 e se formou com medalha de ouro aos 15 anos, indo estudar na Universidade Livre de Varsóvia.
2) Em 1891, mudou-se para Paris para estudar na Sorbonne, onde se formou em Física e Matemática.
3) Em 1898, Marie e seu marido Pierre Curie isolaram os elementos polônio e rádio, recebendo o Prêmio Nobel de Física em 1903 por esta descoberta.
Este libro trata sobre la mecánica de fluidos y la hidráulica. La segunda edición ha sido revisada y actualizada con nuevos conceptos, métodos y terminología. El libro contiene capítulos sobre propiedades de los fluidos, fuerzas hidrostáticas, empuje y flotación, flujo de fluidos en tuberías y canales abiertos, y maquinaria hidráulica.
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Fluido supercrítico – wikipédia, a enciclopédia livreadalberto miran
1) O documento descreve fluidos supercríticos, que são substâncias acima de seu ponto crítico onde as fases líquida e gasosa deixam de existir.
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This chapter discusses static fluid properties including pressure, units of pressure, pressure measurement instruments, the manometric equation, calculation of pressure forces on submerged surfaces, buoyancy force calculation, and fluid equilibrium. It is important that all applications discussed assume the fluid is at rest. The document provides examples and exercises to illustrate these static fluid concepts.
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The document provides solutions to sample problems from Chapter 10 on nucleophilic substitution at the carbonyl group. The first problem suggests reagents to synthesize the drug phenaglycodol in three steps: addition of cyanide to a ketone, addition of an alcohol to the nitrile, and double addition of an organometallic reagent to an ester. The second problem explains why direct ester formation from carboxylic acids and alcohols works in acid but not base, while other methods use base. The third problem predicts the success of potential carbonyl substitutions based on leaving group pKa values. The last problem provides mechanisms for reactions involving an amine, alcohol, and acid chloride.
Livro conde de monte cristo 17 02-2016-160311adalberto miran
A empresa de tecnologia anunciou um novo smartphone com câmera aprimorada, tela maior e bateria de longa duração por um preço acessível. O dispositivo tem como objetivo atrair mais consumidores em mercados emergentes com suas especificações equilibradas e preço baixo. Analistas esperam que as melhorias e o preço baixo impulsionem as vendas do novo aparelho.
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A Proteco Q60A é uma avançada placa de controlo projetada para portões com 1 ou 2 folhas de batente. Com uma programação intuitiva via display, esta central oferece uma gama abrangente de funcionalidades para garantir o desempenho ideal do seu portão.
Compatível com vários motores
A transformada de Fourier tem várias aplicações práticas, incluindo análise espectral, filtragem de sinais,
compressão de dados, modulação de sinais em comunicações e análise de sinais periódicos. Ela fornece uma
maneira poderosa de entender e manipular sinais em diferentes domínios, permitindo uma ampla gama de
aplicações em ciência e engenharia.
Elaborado pelo professor (2024).
Assinale a alternativa que descreva a série de Fourier.
ALTERNATIVAS
Na transformação de um sinal de domínio do tempo em um sinal de domínio discreto.
Na transformação de um sinal de tempo continuo em um sinal de domínio do tempo discreto.
Na representação de um sinal periódico como uma soma ponderada de funções seno e cosseno.
Na representação de um sinal não periódico como uma soma ponderada de funções discretas no tempo.
Na representação de um sinal não periódico como uma função exponencial.
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AE02 - ESTUDO CONTEMPORÂNEO E TRANSVERSAL COMUNICAÇÃO ASSERTIVA E INTERPESSOA...Consultoria Acadêmica
A interação face a face acontece em um contexto de copresença: os participantes estão imediatamente
presentes e partilham um mesmo espaço e tempo. As interações face a face têm um caráter dialógico, no
sentido de que implicam ida e volta no fluxo de informação e comunicação. Além disso, os participantes
podem empregar uma multiplicidade de deixas simbólicas para transmitir mensagens, como sorrisos,
franzimento de sobrancelhas e mudanças na entonação da voz. Esse tipo de interação permite que os
participantes comparem a mensagem que foi passada com as várias deixas simbólicas para melhorar a
compreensão da mensagem.
Fonte: Krieser, Deise Stolf. Estudo Contemporâneo e Transversal - Comunicação Assertiva e Interpessoal.
Indaial, SC: Arqué, 2023.
Considerando as características da interação face a face descritas no texto, analise as seguintes afirmações:
I. A interação face a face ocorre em um contexto de copresença, no qual os participantes compartilham o
mesmo espaço e tempo, o que facilita a comunicação direta e imediata.
II. As interações face a face são predominantemente unidirecionais, com uma única pessoa transmitindo
informações e a outra apenas recebendo, sem um fluxo de comunicação bidirecional.
III. Durante as interações face a face, os participantes podem utilizar uma variedade de sinais simbólicos,
como expressões faciais e mudanças na entonação da voz, para transmitir mensagens e melhorar a
compreensão mútua.
É correto o que se afirma em:
ALTERNATIVAS
I, apenas.
III, apenas.
I e III, apenas.
II e III, apenas.
I, II e III.
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54 99956-3050
1. See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/276007067
Eletropolimerização pulsada para confecção de camadas transportadoras de
cargas foto-geradas em dispositivos fotovoltaicos orgânicos
Article · January 2014
DOI: 10.4322/polimeros.2013.061
CITATIONS
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52
5 authors, including:
Thiago Cazati
Universidade Federal de Ouro Preto
16 PUBLICATIONS 71 CITATIONS
SEE PROFILE
I. L. Muller
Universidade Federal do Rio Grande do Sul
93 PUBLICATIONS 1,381 CITATIONS
SEE PROFILE
Taíse Manhabosco
Universidade Federal de Ouro Preto
26 PUBLICATIONS 228 CITATIONS
SEE PROFILE
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2. Autor para correspondência: Thiago Cazati, Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal
de Ouro Preto – UFOP, Campus Morro do Cruzeiro, CEP 35400-000, Ouro Preto, MG, Brasil, e-mail: thcazati@iceb.ufop.br
http://dx.doi.org/10.4322/polimeros.2013.061
Eletropolimerização Pulsada para Confecção de
Camadas Transportadoras de Cargas Foto-Geradas
em Dispositivos Fotovoltaicos Orgânicos
Nathália Akemi Yoshioka, Hugo Leonardo Ramos Rocha, Thiago Cazati, Taíse Matte Manhabosco
Departamento de Física, UFOP
Iduvirges Lourdes Müller
Departamento de Metalurgia, UFRGS
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 Devices
Abstract: 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.
Introdução
Atualmente, 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 promissores para aplicações
no campo de dispositivos fotovoltaicos, em particular,
as células solares por apresentarem extensos intervalos
de absorção luminosa, podem ser fabricadas tanto em
substratos rígidos quanto em substratos flexíveis e a custo
competitivo e inferior aos tradicionais fotovoltaicos
à base de materiais inorgânicos (Si)[1,2]
. Entretanto, a
eficiência de conversão de radiação em energia pelas
células solares orgânicas é limitada pela baixa taxa de
dissociação dos éxcitons em cargas livres e pelo pobre
transporte de cargas foto-geradas até o eletrodo coletor
devido, em partes, às altas taxas de recombinação e à
baixa mobilidade dos portadores de cargas.
Polímeros orgânicos como o poli(3,4-etileno
dioxitiofeno):poli(estireno sulfonato) (PEDOT:PSS)
e a polianilina (PAni) tem sido utilizados como
camadas transportadoras de cargas em dispositivos
optoeletrônicos orgânicos por serem condutores elétricos
e pela facilidade de processamento[3-5]
. Em solução
aquosa, a PAni pode ser depositada em substratos através
88 Polímeros, vol. 24, n. 1, p. 88-93, 2014
A
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C
O
3. Yoshioka, N. A. et al. - Eletropolimerização pulsada para confecção de camadas transportadoras
de cargas foto-geradas em dispositivos fotovoltaicos orgânicos
de diferentes métodos, como auto suportado (casting)[6,7]
,
automontagem (layer by layer)[8]
e in situ[9‑11]
. Entretanto,
as propriedades elétricas dos filmes de PAni dependem do
seu processamento e podem sofrer alterações quando em
contato com eletrodos metálicos[12]
.A eletropolimerização
é um método simples de preparação de filmes e garante
controle das propriedades elétricas[13]
, da espessura[14]
e boa adesão a substratos[15,16]
. Este método consiste
na simultaneidade entre a síntese a partir do precursor,
a anilina, e a deposição do polímero PAni sobre
eletrodos e também tem sido utilizado para a confecção
de diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs)[17,18]
.
Neste trabalho, filmes de polianilina (PAni) obtidos
eletroquimicamente, através da eletropolimerização
potenciostática pulsada foram caracterizados e utilizados
como camadas condutoras de portadores de cargas foto-
geradas em células fotovoltaicas à base de polímeros
conjugados. Mostrou-se que a camada de PAni auxilia
no transporte das cargas foto-geradas no interior do
dispositivo e verificou-se uma relação entre o rendimento
do dispositivo com a quantidade de PAni depositada pela
técnica de eletropolimerização.
Materiais e Métodos
Para a deposição dos filmes de polianilina foram
utilizados como substrato lâminas de vidro recobertas
com óxido de índio e estanho (ITO) semitransparente
com resistividade de 25 Ω/□, obtidas comercialmente. As
lâminas foram pré-limpas em solução Extran (10% v/v)
a 40 °C por 10 minutos e enxaguadas em água destilada.
Posteriormente as lâminas foram colocadas em solução
de etanolamina (20% v/v) a 80 °C por 20 minutos e
secas com gás nitrogênio. Filmes de PAni foram
eletropolimerizados através de deposição potenciostática
pulsada utilizando-se uma função de onda quadrada,
oscilando entre 0 V e a tensão desejada, a qual foi gerada
através de um gerador de função (Fredericksen). A tensão
pulsada foi aplicada entre o eletrodo de trabalho e o
contra eletrodo. O processo de eletrodeposição ocorreu
em uma célula eletroquímica composta por um anodo
(ITO) e um catodo (platina) imersos em uma solução
composta de 0,1 M do monômero anilina e 0,1 M de
ácido sulfúrico. O monômero anilina foi destilado e
armazenado a temperaturas entre 3-5 °C, e utilizado
dentro do prazo de três dias. Foram variadas a tensão de
deposição (1,0 V e 1,5 V) e o tempo de deposição dos
filmes (5 e 10 minutos), enquanto que a freqüência de
0,1 Hz foi mantida constante em todas as deposições.
Imagens dos filmes de PAni eletropolimerizados foram
obtidas através do microscópio óptico (Leica DM LP) e
do Microscópio de Força Atômica (Shimadzu, modelo
SPM-9500J3) operando no modo de contato intermitente.
O comportamento eletroquímico dos filmes foi avaliado
através de curvas de voltametria cíclica em solução ácida
(0,1 M H2
SO4
) isenta do monômero. Como eletrodo
de referência utilizou-se o de calomelano saturado e,
como contra-eletrodo, um fio de platina em espiral. Para
a realização das curvas utilizou-se um potenciostato/
galvanostato EG&G PAR modelo 273A controlado
computacionalmente.
Na fabricação do dispositivo, a camada fotoativa
foi preparada a partir da solução de poli[2-metoxi-5-
(3’,7’-dimetiloctiloxi)-p-fenilenovinileno] (MDMO-
PPV) e éster metílico fenil-C61
-ácido butírico (PCBM)
na proporção de 1:1 em peso, na concentração de
30 mg/ml em clorofórmio. A solução foi depositada pelo
método de rotação (spin-coating) sobre o filme de PAni
eletrodepositado. Este procedimento foi realizado dentro
de uma glove box sob atmosfera inerte de N2
(99,9 %)
utilizando o spinner Laurell WS-400B-6NPP/Lite, com
rotação 2500 rpm. Buscando a eliminação do solvente,
os filmes foram secos em estufa por 12 horas a uma
temperatura de 160 °C e pressão interna de 7,1 in de Hg.
Os eletrodos metálicos de alumínio foram depositados
por evaporação térmica em alto vácuo (<10–6
mbar)
sobre os filmes e a geometria do eletrodo foi obtida
utilizando máscaras mecânicas. A Figura 1 ilustra a
estrutura do dispositivo ITO/PAni/MDMO-PPV_PCBM/
Al. Os espectros de absorção na região do ultravioleta
e visível (UV-VIS) foram obtidos utilizando‑se o
espectrômetro Hitachi modelo U-2001 em condições
ambientes de pressão e temperatura. Nas medidas de
densidade de corrente-tensão (J-V) dos dispositivos em
regime de corrente contínua (dc) utilizou-se o eletrômetro
Keithley (modelos 2400). O estudo do comportamento
fotovoltaico dos dispositivos foi realizado medindo-se as
curvas características J-V do dispositivo sob a incidência
da luz branca proveniente de uma lâmpada de xenônio de
550 W de potência. A incidência da luz ocorreu pelo lado
do eletrodo de ITO sob as condições padrões (A.M. 1.5
do espectro solar) e com irradiância de 100 mW/cm2[19,20]
.
Resultados e Discussões
Microscopia ótica e microscopia de força atômica
Filmes obtidos por eletropolimerização
potenciostática pulsada apresentam, visualmente,
coloração uniforme e esverdeada, e sem descontinuidades
que pudessem decorrer da formação e/ou adsorção de
bolhas de oxigênio durante a reação de polimerização.
A ausência de descontinuidades possivelmente está
relacionada a não nucleação de bolhas de oxigênio e/
ou adsorção destas no filme polimérico, já que com
a deposição pulsada o oxigênio tem a possibilidade de
se disseminar no período em que não há passagem de
carga. Os filmes de polianilina foram depositados com
Figura 1. Ilustração da estrutura do dispositivo fotovoltaico de
multicamadas. Os eletrodos metálicos foram compostos pelo
ITO e Al, a camada fotoativa pela blenda dos polímeros MDMO-
PPV e PCBM (proporção 1:1 em peso) e a camada transportadora
de cargas pelo filme de PAni obtido por eletropolimerização
potenciostática pulsada.
Polímeros, vol. 24, n. 1, p. 88-93, 2014 89
4. Yoshioka, N. A. et al. - Eletropolimerização pulsada para confecção de camadas transportadoras
de cargas foto-geradas em dispositivos fotovoltaicos orgânicos
repetitividade e reproduziram-se com características
morfológicas, elétroquímicas e elétricas semelhantes.
Alguns estudos na literatura mostram que filmes
produzidos pela técnica pulsada, seja ela potenciostática
ou galvanostática, permitem a obtenção de melhores
depósitos já que a corrente descontínua elimina a
polarização de concentração na interface eletrodo/
solução, possibilita a aplicação instantânea de potencial/
corrente e ainda permite o controle da frequência de
aplicação do potencial/corrente[21,22]
.
Na Figura 2 podem ser observadas imagens ao
microscópio ótico dos filmes de PAni obtidos com
potencial pulsado de 1,0 V durante tempo de imersão
de 5 minutos (Figura 2a) e 10 minutos (Figura 2b)
e a potencial de 1,5 V durante imersão de 5 minutos
(Figura 2c) e 10 minutos (Figura 2d). Verifica-se que
os filmes obtidos apresentam regiões de concentração
de material e que os depósitos obtidos a um potencial
anódico de 1,5 V apresentam uma maior quantidade de
polímero depositado em relação aos filmes depositados
a potencial de 1,0 V para os mesmos tempos de imersão.
Imagens ao microscópio de força atômica (AFM)
foram obtidas a fim de analisar a morfologia na escala
micro e nanométrica, como apresentado nas Figuras 3a e b.
Observa-se que os filmes produzidos pela técnica pulsada
são compostos por pequenos núcleos, os quais crescem
preferencialmente na direção perpendicular ao substrato,
como observado para filmes de PAni obtido pelo
método in-situ[9]
. Segundo análise superficial da imagem
apresentada na Figura 3a a rugosidade média quadrática
está em torno de 40 nm. A rugosidade media quadrática
do substrato de ITO, obtida por AFM, está em torno de
3,4 nm. Neste caso, o substrato possui pouca influência
sobre a rugosidade e morfologia do filme, sendo estas
determinadas predominantemente pelo próprio filme
depositado.
A estabilidade dos filmes de polianilina depositados
sobre ITO foi verificada através de curvas de voltametria
cíclica em solução ácida (0,1 M H2
SO4
), isenta do
monômero anilina, como pode ser verificado na
Figura 4. Na primeira varredura, a transição redox
da forma reduzida (leucoesmeraldina) para a forma
condutora (esmeraldina) é observada durante a varredura
anódica, com um pico de oxidação pronunciado,
localizado em aproximadamente 240 mVecs
(P1). Na
varredura subsequente observa-se que este pico sofre
um deslocamento para 260 mVecs
a 260 mVecs
com um
aumento substancial da corrente anódica. Já a transição
Figura 2. Imagens com aumento de 200x obtida por microscópio ótico dos filmes de PAni depositados a potencial pulsado de (a) 1,0 V
durante 5 minutos e (b) 10 minutos e a potencial de 1,5 V durante (c) 5 minutos e (d) 10 minutos.
Figura 3. Imagens ao AFM de filmes de polianilina depositados a 1,5 V durante 10 minutos. (a) Imagem tridimensional de área
2,5 × 2,5 µm, (b) Imagem bidimensional de área 2,5 × 2,5 µm. Imagens obtidas com o microscópio operando no modo intermitente.
90 Polímeros, vol. 24, n. 1, p. 88-93, 2014
5. Yoshioka, N. A. et al. - Eletropolimerização pulsada para confecção de camadas transportadoras
de cargas foto-geradas em dispositivos fotovoltaicos orgânicos
redox da forma esmeraldina para pernigranilina apresenta
é evidenciada como um pico menos pronunciado (P2). O
pico de redução da forma pernigranilina para esmeraldina
é verificado em 450 mVecs,
(P3)enquanto que a transição da
esmeraldina para leucoesmeraldina é verificado ao longo
de uma banda (200 a 0 mV) (B1), na varredura catódica.
Durante a execução do experimento é possível verificar
a mudança na coloração do filme de azul para verde e
verde para púrpura, durante a varredura anódica, o que
é indicativo das formas leucoesmeraldina, esmeraldina
e pernigranilina, respectivamente[23]
. É possível observar
que o perfil das curvas de voltametria pouco se altera após
15 ciclos, indicando a reversibilidade do processo.
O aumento da corrente anódica, observada no pico P1
em função do número de ciclos, pode ser observado na
Figura 5. Verifica-se que nos primeiros ciclos ocorre um
importante aumento da densidade de corrente anódica,
a qual praticamente estabiliza nos ciclos posteriores.
Bonaste e Bartlett[24]
realizaram um estudo a respeito
da desprotonação de filmes de PANI em meio básico
onde observaram uma diminuição da densidade de
corrente com o número de ciclos, fato que foi atribuído
à desprotonação dos filmes de PANI. No presente caso,
como a solução na qual foi realizada a voltametria cíclica
continha apenas ácido sulfúrico, o aumento da densidade
de corrente observado pode ser devido à protonação dos
filmes.
Caracterização ótica dos filmes de PAni
Os espectros de absorção dos filmes de PAni
sobre substrato de ITO são mostrados na Figura 6. O
espectro apresentado para os diferentes filmes obtidos
é característico de PAni no estado dopado e claramente
apresenta duas bandas polarônicas localizadas em torno
de 425 nm e 770 nm. A banda bastante alargada em torno
de 770 nm é atribuída à absorção de cargas livres na banda
Figura 4. Curvas de voltametria cíclica para filme de polianilina
depositado a 1,5 V durante 10 minutos. Curvas foram realizadas
em solução 0,1 M H2
SO4
isenta do monômero Anilina a uma
velocidade de varredura de 10 mV/s. A seta indica o aumento do
número de ciclos.
Figura 5. Dependência da densidade de corrente do pico P1 com
o número de ciclos obtido a partir de curva de voltametria cíclica
realizada em solução de ácido sulfúrico 0,1 M.
Figura 6. Espectros de absorção dos filmes PAni depositadas
com diferentes tensões e tempos de deposição sobre substrato
de ITO. A linha tracejada é referência a absorção da PAni em
770 nm.
Figura 7. Comparação entre as curvas J-V dos dispositivos
sob iluminação de luz branca com irradiância de 100 mW/cm2
contendo a camada de PAni obtida sob tensão de 1,5V e tempo de
imersão de 5 (triângulo) e 10 min (quadrado) com os dispositivos
sem o filme de PAni (circulo). O VOC
é a tensão de circuito aberto
e JSC
é a corrente de curto-circuito dos dispositivos.
Polímeros, vol. 24, n. 1, p. 88-93, 2014 91
6. Yoshioka, N. A. et al. - Eletropolimerização pulsada para confecção de camadas transportadoras
de cargas foto-geradas em dispositivos fotovoltaicos orgânicos
de condução polarônica[25,26]
. Tomando como referência a
absorção da PAni em 770 nm (linha tracejada) é possível
observar a dependência do espectro de absorção com o
tempo de deposição pela técnica de eletrodeposição.
Quanto maior o tempo de deposição, maior a intensidade
da absorbância, indicando maior quantidade de material
depositado. Da mesma maneira, observa-se a dependência
da tensão aplicada com a quantidade de PAni depositada
e, consequentemente, na absorção das mesmas. Para a
tensão de 1,0V obtém-se uma menor absorção quando
comparada aos filmes depositados com tensão de 1,5V,
como observado nas microscopias.
Caracterizações elétrica dos dispositivos
Com o objetivo de verificar a influência dos filmes
de PAni depositados por diferentes tempos na eficiência
dos dispositivos fotovoltaicos, realizou-se a medida de
condutividade em corrente contínua (dc) dos dispositivos
sob iluminação através das curvas densidade de corrente-
tensão (J-V). Os detalhes das curvas J-V dos dispositivos
com estruturas ITO/PAni/MDMO-PPV_PCBM/Al, sendo
a PAni depositada com 1,5 V com tempo de imersão
de 5 e 10 min e do dispositivo sem filmes de PAni está
mostrado na Figura 7.
No gráfico da Figura 7 observa-se que o dispositivo
com filme de PAni depositado com 1,5 V durante 10
min possui maiores valores de tensão de circuito aberto
(VOC
) e corrente de curto-circuito (JSC
) que os dispositivos
com filmes de PAni depositados com 1,5V durante 5 min
apresentando, portanto, maiores rendimentos (Tabela 1).
Os rendimentos de conversão dos dispositivos (η) foram
calculados através da Equação 1, onde FF é o fator de
preenchimento, JSC
é a corrente de curto circuito, VOC
é a
tensão de circuito aberto e I0
é a irradiância da lâmpada
utilizada na caracterização[2]
.
⋅ ⋅
η =
0
SC OCFF J V
I
(1)
De acordo com os valores de rendimentos de
conversão dos dispositivos (η) obtidos a partir dos
resultados experimentais, observa-se que a incorporação
a camada de PAni melhora a performance do dispositivo
principalmente por auxiliar no transporte das cargas foto-
geradas no interior do dispositivo, uma vez que ambos
os dispositivos contendo camadas de PAni possuíram
valores de VOC
e JSC
maiores quando comparados ao
dispositivo sem PAni, como mostrado na Tabela 1. O
rendimento de conversão do dispositivo contendo filme
de PAni eletrodepositada com tempo de imersão 10 min
foi 2,7 vezes maior comparado com o rendimento do
dispositivo PAni obtido com tempo de imersão 5 min e
4 vezes maior que o obtido para o dispositivo sem PAni.
Conclusões
Através da deposição potenciostática pulsada foi
possível obter filmes de PAni com ótima qualidade, os
quais apresentaram coloração homogênea e esverdeada, e
sem descontinuidades. Análise de espectroscopia UV‑Vis
confirmaram a obtenção de filmes de PAni na forma
dopada, sal de esmeraldina. Os filmes apresentaram
um crescimento colunar, no qual os núcleos crescem
preferencialmente na direção perpendicular ao substrato.
Os depósitos, quando submetidos à varredura de potencial
cíclica em solução ácida, apresentaram comportamento
praticamente idêntico durante diversos ciclos, o que os faz
de interesse para aplicações que exijam reversibilidade.
A caracterização elétrica dos dispositivos mostraram
que a PAni auxilia no transporte das cargas foto-gerados
no dispositivo fotovoltaico e influencia na performance
do dispositivo. O aumento da quantidade de PAni
depositada acarreta o aumento dos valores de corrente
de curto-circuito (JSC
), da tensão de circuito aberto (VOC
),
consequentemente ocasionando o melhoramento dos
rendimentos de conversão dos dispositivos.
Agradecimentos
À FAPEMIG e ao CNPq pelo apoio financeiro.
Às redes de pesquisa NBIoNEt e INEO. Ao Grupo de
Polímeros “Prof. Bernhard Gross” do Instituto de Física
de São Carlos/USP. Ao prof. Dr. Antonio Claret Sabioni
pelas instalações concedidas em seu laboratório de
Difusão/UFOP.
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Tabela 1. Valores das correntes de curto circuito, das tensões de circuito aberto e dos rendimentos para os dispositivos sem e com a
camada de PAni depositado em potencial de 1,5 V.
Dispositivos JSC
(mA/cm²) VOC
(V) η(%)
ITO/PAni 10 min/MDMO-PPV_PCBM/Al 3,64×10–4
0,65 4,69×10–5
ITO/PAni 5 min/MDMO-PPV_PCBM/Al 1,46×10–4
0,50 1,72×10–5
ITO/Sem PAni/MDMO-PPV_PCBM/Al 1,01×10–4
0,40 0,95×10–5
92 Polímeros, vol. 24, n. 1, p. 88-93, 2014
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Enviado: 29/06/12
Reenviado: 13/12/12
Aceito: 25/02/13
Polímeros, vol. 24, n. 1, p. 88-93, 2014 93
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