Caracterização de filmes de ftalocianina de hidróxido de alumínio com adição de nanotubos de carbono multi-parede funcionalizados para aplicação em dispositivos eletrônicos orgânicos.

Abstract

As propriedades eletrônicas das ftalocianinas as colocam como materiais a serem utilizados na construção de dispositivos eletrônicos orgânicos. Neste trabalho foram utilizadas moléculas orgânicas da família das ftalocianinas, depositadas em filmes finos, como um dos componentes da camada fotoativa de um dispositivo orgânico para conversão de energia. Estas moléculas macrocíclicas conjugadas apresentam absorção de radiação no espectro visível, compatível com o espectro solar sendo caracterizadas como semicondutores orgânicos doadores de cargas. Com a adição de nanomateriais de carbono, caracterizados como semicondutores orgânicos aceitadores de cargas, o sistema doador-aceitador de cargas tem a habilidade de dissociar e transportar cargas elétricas foto-excitadas durante o processo de absorção de radiação para um circuito externo. Neste trabalho a blenda composta pela ftalocianina de hidróxido de alumínio (AlOHPc) juntamente com nanotubos de carbono de paredes múltiplas funcionalizados com ácido carboxílico (MWCNT-COOH) compõem a camada fotoativa do dispositivo fotovoltaico. As propriedades optoeletrônicas, morfológicas e estruturais dos materiais estudados foram caracterizadas através da espectroscopia de absorção, fluorescência estacionária, tempo de vida do estado excitado, voltametria cíclica, microscopia de força atômica, difração de raios X e espectroscopia Raman. A caracterização elétrica em regime de corrente contínua (DC) foi feita através de curvas de densidade de corrente versus tensão (J(V)) em dispositivos de estrutura sanduíche ITO/AlOHPc/Al. A determinação da eficiência de conversão de energia foi feita através da comparação entre as curvas J(V) no escuro e sob iluminação padrão (AM 1.5G, 100 mW/cm2, 300K). A confecção dos dispositivos e as caracterizações elétricas foram realizadas em colaboração com o Laboratório de Dispositivos Orgânicos (LADOR) do INMETRO/RJ.