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Título: Formulação de tintas para células solares orgânicas de alta eficiência através de parâmetros de solubilidade de Hansen
Autor(es): Alexandre, Emily Caroline Bezerra
Palavras-chave: Células solares orgânicas;Parâmetros de solubilidade de Hansen;Formulação de tintas;Solventes verdes
Data do documento: 11-Nov-2020
Editor: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Referência: ALEXANDRE, Emily Caroline Bezerra. Formulação de tintas para células solares orgânicas de alta eficiência através de parâmetros de solubilidade de Hansen. 2020. 62 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.
Resumo: Neste trabalho, determinou-se os parâmetros de solubilidade do polímero doador (PTB7-Th) e do aceitador não fulereno (IEICO-4F), bem como de seu sistema de heterojunção em volume (BHJ) PTB7-Th:IEICO-4F usado como camada fotoativa em células solares orgânicas (OSCs). Primeiro calculou-se os parâmetros de solubilidade de Hansen (HSP) dos materiais doadores e aceitadores por meio do método de gradiente de solvente binário, seguindo uma escolha cuidadosa do sistema de mistura de solventes de dois componentes, em que variou-se a composição das misturas solvente-não solvente. A transição da solubilidade para a não-solubilidade permitiu a triagem exata dos limites de solubilidade em diferentes direções das coordenadas do HSP e a determinação precisa da esfera de Hansen para o PTB7-Th e o IEICO-4F. Além disso, investigou-se a eficiência na fabricação de dispositivos orgânicos utilizando solventes verdes na formulação das tintas, um passo necessário para sua comercialização. Relacionou-se as eficiências de conversão de energia (PCE) do doador-aceitador e a morfologia da superfície para a formulação com base no sistema de solventes não halogenado 1,2-xileno:tetralina com os solventes de referência halogenados, clorobenzeno, o-diclorobenzeno e 1-cloronaftaleno. Em particular, o sistema não halogenado atingiu o PCE de 9,8%.
Abstract: In this project, we determined the solubility parameters of the donor polymer (PTB7-Th) and the non-fullerene acceptor (IEICO-4F), as well as its PTB7-Th:IEICO-4F bulk heterojunction (BHJ) blend used as a photoactive layer in organic solar cells (OSCs). We first calculate the Hansen solubility parameters (HSP) of the donor and acceptor materials using the binary solvent gradient method, following a careful choice of the two-component solvent mixing system, where we vary the composition of the solvent-non-solvent mixtures . The transition from solubility to non-solubility allowed the exact screening of the solubility limits in different directions of the HSP coordinates and the precise determination of the Hansen sphere for PTB7-Th and IEICO-4F. In addition, we continue investigating the efficiency in the manufacture of organic devices using green solvents in the formulation of inks, a necessary step for their commercialization. We related the power conversion energy (PCE) of the donor-acceptor and the surface morphology for the formulation based on the non-halogenated solvent system 1,2-xylene:tetralin with the halogenated reference solvents chlorobenzene, o-dichlorobenzene and 1-chloronaphthalene. In particular, the non-halogenated system achieved a PCE of 9.8%.
URI: http://monografias.ufrn.br/handle/123456789/10776
Outros identificadores: 20190002399
Aparece nas coleções:Engenharia de Materiais

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