Estudo Teórico de Pigmentos Naturais Visando a Aplicação em Tecnologias Fotovoltaicas
Células Solares Sensibilizadas por Corante; Pigmentos Endêmicos Brasileiros; TD-DFT; Optimal Tuning; Parâmetros Fotovoltaicos.
Corantes extraídos de espécies endêmicas brasileiras apresentam grande potencial como sensibilizadores em Células Solares Sensibilizadas por Corante (DSSCs). Este estudo teórico investiga as propriedades fotofísicas e parâmetros fotovoltaicos de pigmentos orgânicos nativos utilizando a Teoria do Funcional da Densidade Dependente do Tempo (TD-DFT). Para avaliar a viabilidade destes sistemas, propriedades cruciais foram calculadas: Eficiência de Captação de Luz (LHE) no comprimento de onda de máxima absorção, energia livre de injeção de elétrons na banda de condução do TiO$2$ e energia livre de regeneração frente ao par iodeto/triodeto. Parâmetros macroscópicos de desempenho, como o potencial de circuito aberto e o fator de preenchimento (FF), também foram estimados. Visando superar as limitações da TD-DFT na descrição de estados de transferência de carga, o protocolo emprega solvatação implícita e um rigoroso benchmarking de funcionais. Para funcionais híbridos de longo alcance (RSH), estratégias de otimização fisicamente inspiradas (IP-tuning e minimização de Jgap) foram aplicadas visando garantir o comportamento assintótico correto do potencial. Em paralelo, a calibração empírica do percentual Hartree-Fock no funcional B3LYP foi investigada para aprimorar as predições de . Este minucioso escrutínio computacional fornece diretrizes precisas sobre a relação estrutura-propriedade desses pigmentos endêmicos, lançando bases sólidas para o design racional de sensibilizadores sustentáveis de alta eficiência.