RESUMO

Atualmente existe a necessidade do desenvolvimento e disseminação de fontes renováveis de energia para a redução das emissões de gases de efeito estufa. Nesse sentido, os polímeros conjugados, uma classe de semicondutores orgânicos, vêem sendo utilizados na fabricação de células solares orgânicas por apresentarem vantagens tecnológicas e econômicas em relação aos dispositivos tradicionais de silício. Neste trabalho nós investigamos as propriedades de transporte no escuro de dispositivos fotovoltaicos orgânicos formados pela heterojunção de um copolímero semicondutor e de fulereno (C60). Os copolímeros são compostos de unidades de tiofeno, fenileno e fluoreno, onde o tiofeno foi mantido constante enquanto a razão entre fluoreno/fenileno foi variada. Medidas mostraram que para baixas tensões, a curva da densidade de corrente j em função da tensão V (j x V) apresentam um crescimento exponencial, típico do comportamento de um diodo. Por outro lado, as curvas de j x V são limitadas por carga espacial em altas tensões. Esta última segue previsões teóricas previstas anteriormente na literatura, que explica a corrente no escuro em fotodiodos de polímero/fulereno em altas tensões. Para descrever a curva completa de j x V, nós estendemos o modelo anterior assumindo uma resistência interna em série dependente de carga espacial. Deste modelo, nós ajustamos as curvas experimentais para estimar a mobilidade efetiva sobre todo o dispositivo, e para obter a corrente de saturação reversa j0. Observamos uma forte relação entre j0 e a mobilidade efetiva, que são parâmetros importantes para a eficiência do diodo fotovoltaico. Os resultados mostraram que o copolímero com a maior mobilidade efetiva total é o PFT [(9,9dihexyl-9H-fluorene-2,7-diyl)-1,2-ethenediyl-2,5-thiophene-1,2ethenediyl].

Palavras-chave: Dispositivos Fotovoltaicos Orgânicos, Diodos, Propriedades de Transporte