Otimizagdo do Transporte de Energia em Dispositivos Fotovoltaicos Organicos
Dispositivos fotovoltaicos; Excitons; Arquitetura Cascata; Monte Carlo Cinético; Teoria do funcional da densidade.
O funcionamento eficiente de dispositivos fotovoltaicos depende da otimização do transporte direcional de éxcitons na camada ativa. Para isso, a arquitetura em cascata configurase como uma estratégia promissora, que consiste na subdivisão da camada doadora em subcamadas de diferentes materiais e comprimentos ajustáveis. Para estudar essa arquitetura, o estudo aplica ferramentas computacionais capazes de simular as propriedades ópticas e de transporte de materiais orgânicos. Na primeira parte, o estudo obtém espectros de absorção e emissão para o tetraceno, rubreno, 5,6-difeniltetraceno e 5,6-dinaftiltetraceno por meio da teoria do funcional da densidade para estados excitados, cujos picos apresentam excelente concordância com valores de referência experimentais. Na segunda parte, o estudo emprega um algoritmo de Monte Carlo cinético no contexto da teoria de transferência de energia por ressonância Forster para simular a difusão. Os achados demonstram que os espectros podem determinar o ordenamento otimizado dos materiais. Além disso, o estudo demonstra que uma configuração não otimizada pode prejudicar a eficiência de transporte, reduzindo em uma ordem de grandeza o número de éxcitons coletados. A metodologia emprega três modelos de absorção, o que evidencia a versatilidade do método, aplicável a diferentes cenários da arquitetura em cascata para prever a camada mais eficiente.