O objetivo do trabalho foi demonstrar que o polivinilcarbazol (PVK) dopado com Perclorato de Lítio (LiClO4) pode converter energia luminosa em energia elétrica. Esse material polimérico possui a propriedade de absorver e gerar pares de elétron-lacunas fornecendo uma corrente elétrica quando exposto à iluminação. Para essa finalidade foi construído um dispositivo (célula solar) com a seguinte estrutura: vidro / ITO / a-Si:H (p) / polímero PVK / µ-Si:H (n) / Al, tendo o PVK dopado como camada ativa. O estudo proposto, dessa maneira, teve como finalidade: pesquisar, desenvolver, fabricar e caracterizar esse dispositivo, analisando suas características elétricas e ópticas, sua eficiência de conversão (rendimento) e outros fatores relacionados ao seu desempenho e do processo de fabricação. / The objective of this article is to demonstrate that the Poly(N-vinylcarbazole) PVK dumped with lithium perchlorate (LiClO4) can transform solar energy to electrical energy. This polymer material has the property of absorbing and generate electron hole pairs, providing an electric current when exposed to enlightenment. To achieve that, a solar cell has been constructed with the follow structure: glass structure/ITO/a-Si:H (p)/polymer PVK/µ-Si:H (n)/Al, with the PVK working as active layer. This proposed article had the objective to research, develop, construct and characterize this device, analyzing its electrical and optical characteristics, efficiency and other topics related to its development and construction process.

No presente trabalho é proposto um método para estabelecer um critério de falha da camada polimérica externa dos cabos umbilicais usados em operações offshore. O método proposta baseia-se na determinação do incremento da quantidade de água absorvida pela camada polimérica externa do cabo devido à deterioração provocada pelos carregamentos cíclicos e o envelhecimento originados pelo meio marinho. Este método propõe a realização de um ensaio de fadiga à tração uniaxial no polímero que compõe a camada externa do cabo. O teste é feito simulando as solicitações a que é submetida a camada externa do umbilical durante os ensaios de fadiga feitos, segundo a norma API 17E, durante o processo de homologação do cabo. Além disso, se propõe fazer um ensaio de envelhecimento artificial no polímero da camada externa simulando as condições de serviço do cabo no meio marinho. Com o fim de avaliar a influência dos carregamentos cíclicos e o os agentes do meio marinho nas propriedades do polímero, são feitos ensaios de absorção de água segundo a norma ASTM D 570, ensaios de tração segundo a norma ASTM D 638, ensaios de dureza segundo a norma ASTM D 2240 e observações num microscópio eletrônico de varredura. Finalmente a partir do incremento de massa sofrido pelo polímero no ensaio de absorção de água foi estimado o dano no material da camada externa do cabo. Os resultados obtidos no trabalho mostraram que os carregamentos cíclicos e o meio marinho aceleraram o processo de degradação da camada polimérica externa do umbilical demonstrando assim a eficiência do método proposto. / In the present work is proposed a method to establish a failure criterion of the polymeric external layer of umbilical cables used in offshore operations. The proposed method is based on the determination of the increment of the quantity of absorbed water by the polymeric external layer of the cable due to deterioration caused by cyclic loads and the aging process originated by the marine environment. The method proposes to carry out a uniaxial fatigue test on the polymer that composes the external layer of the cable. This test is made simulating the cyclical deformation that the external layer is submitted in the umbilical during the fatigue test done, according to the API 17E standard, during the process of cable homologation. It is also intended to make an artificial aging test in the polymeric external layer simulating the service conditions of the cable in the marine environment. In order to evaluate of the cyclical loads and the sea set aging influence on the properties of the polymer, carry out water absorption test according to the ASTM D 570 standard, traction test according to the ASTM D 638 standard, hardness test according to the ASTM D 2240 standard and observations in an scanning electron microscopy. Finally starting from the mass increment suffered by the polymer in the water absorption test it was estimated the damage in the external layer material of the cable. The results obtained in this work showed that the cyclical loads and marine environment accelerated the degradation process of polymeric external layer of umbilical cable demonstrating the efficiency of the proposed method.

Este trabalho apresenta alguns resultados de pesquisa laboratorial compreendendo projeto de dosagem, comportamento mecânico da mistura SMA (Stone Matrix Asphalt - Matriz Pétrea Asfáltica), bem como, aspectos executivos relacionados ao desenvolvimento de um trecho experimental em SMA para revestimento de pavimentos. Os resultados de laboratório obtidos mostram que o SMA é um revestimento asfáltico que pode apresentar bom desempenho sob cargas pesadas em climas quentes, pois estas misturas são muito resistentes à deformação permanente, mas preservam a flexibilidade como os concretos asfálticos densos. O SMA é uma solução bem conhecida para tráfego pesado na Europa e mais recentemente na América do Norte. O SMA também tem sido empregado para aumento de aderência em pista molhada e para redução de ruído. / This research presents laboratory test results of mixture design, mechanical behavior of SMA (Stone Matrix Asphalt), as well as some construction aspects regarding to development of Brazilian road trial section as a new bituminous surface course to pavement construction or maintenance.The laboratory results show that SMA can perform very well in hot climate under heavy load conditions due to the mixture to be very resistant against permanent deformation but still flexible like dense asphalt concrete. The SMA is a well Known solution for heavy traffic in Europe and, more recently, in North America. The SMA is also employed to increase the adherence in wet conditions and for noise reduction.

As células solares poliméricas (PSCs) e diodos emissores de luz poliméricos (PLEDs) destacam-se dos seus análogos inorgânicos pela possibilidade de reduzir custo de fabricação, obtenção de dispositivos mais leves e flexíveis, maior liberdade no design e menor tempo de produção de dispositivos, devido à sua maior facilidade de processamento. Neste trabalho foram investigadas as mudanças nas propriedades fotofísicas, eletroquímicas e elétricas do poli[2,7-(9,9-dioctilfluoreno)-alt-4,7-bis(2,5-tiofeno)-2,1,3-benzotiadiazol] (PDBT) e seus derivados contendo grupos substituintes hexila no anel tiofeno. Este polímero conjugado é conhecido por seu potencial para aplicações em PSCs. Para tanto, três copolímeros, contendo diferentes concentrações de mero tiofeno substituído, foram sintetizados via reação de acoplamento de Suzuki. Usando técnicas adequadas, foram verificadas correlações entre o comportamento fotofísico, térmico e elétrico dos copolímeros e o teor de tiofeno substituído. Os materiais poliméricos sintetizados foram aplicados como camada ativa em PLEDs e PSCs. Em relação aos PLEDs, foi verificada baixa luminância e emissão de luz na faixa da cor laranja e cor verde. Além disso, diferentes efeitos, relacionados com a concentração de tiofeno substituído e as propriedades fotovoltaicas, foram identificados nas PSCs montadas. / Polymer Solar cells (PSCs) and polymer light-emitting diodes (PLEDs) draw attention from their inorganic analogues for the possibility of manufacturing cost reduction, more light and flexible devices, as well as the greater design freedom and shorter production time devices due to its easier processing. In this work, we investigated the changes in the photophysical, electrochemical and electrical properties from poly[2,7-(9,9-dioctylfluorene)-alt-4,7-bis(2,5-thiophene)-2,1,3-benzothiadiazole] (PDBT) that was caused by hexyl substituents introduction on the copolymer thiophene rings. This conjugated polymer system is known for its PSCs applications potential. Therefore, three copolymers, with different concentrations of substituted thiophene mere, were synthesized by Suzuki polycondensation. Using appropriate techniques, direct relationships were verified between the photophysical, thermal and electrical behavior from copolymers and substituted thiophene content. The synthesized polymeric materials were applied as active layer in PLEDs and PSCs. Regarding PLEDs, it was verified a low luminance and light emission in the range of orange and green colors. Furthermore, different effects, related to the substituted thiophene concentration and photovoltaic properties, were identified from mounted PSCs.

Ao final da década de 1980, pesquisadores da empresa Eastman Kodak anunciaram as propriedades eletroluminescentes de materiais orgânicos não poliméricos. Seguindo essa linha, em 1990, um grupo de pesquisadores ingleses demonstrou propriedades semelhantes para os polímeros, utilizando-os como elementos ativos de dispositivos emissores de luz. Era este o início de uma nova área de pesquisa que tinha interface na eletrônica e nos novos semicondutores poliméricos. Surgiram os chamados polímeros luminescentes - resultado das descobertas das propriedades semicondutoras dos polímeros e copolímeros, blendas e heteroestruturas orgânico-inorgânicas. Os materiais semicondutores poliméricos apresentam diversas vantagens associadas à sua característica de fácil processamento e baixo custo de produção. Podem ser utilizados na forma de filmes finos que têm boas propriedades mecânicas e que permitem a sua utilização em substratos flexíveis. Diversas empresas como Philips, Sony, Pioneer, DuPont, Kodak e Uniax têm investido fortemente em pesquisa e desenvolvimento de dispositivos eletroluminescentes, memórias, sensores de imagem e outros sensores que aproveitam as propriedades dos polímeros semicondutores. A radiação, numa variada faixa de comprimentos de onda, pode afetar as propriedades de alguns desses polímeros semicondutores. A característica de material semicondutor, inerente a esses materiais, pode ser degradada por efeito de foto-oxidação que pode ser estimulado pela exposição à radiação. Surge a possibilidade de desenvolver dispositivos baseados em polímeros semicondutores para uso em detectores de radiação. Este trabalho consiste num estudo de desenvolvimento de dosímetros poliméricos de radiação para a faixa de comprimento de onda entre 400 nm e 500 nm, especificamente usada em ambientes hospitalares no tratamento intensivo de neonatos. Com o objetivo descrito, foi realizado o estudo de substratos adequados para a finalidade desejada, o desenvolvimento de um processo de deposição para os dispositivos de filmes-finos e o estudo da influência da radiação na faixa do ultravioleta-visível (UV-Vis) em suas propriedades. Das diversas técnicas de deposição de filmes finos existentes, foi selecionada para este estudo, a de deposição por jato de tinta (\"inkjet printing\") devido às suas características de simplicidade, potencial custo baixo e, principalmente, o menor nível de perda do polímero a ser depositado, já que a referida técnica permite a deposição de quantidades mínimas do material. Como material ativo foi selecionado um semicondutor polimérico da família dos polifluorenos, devido ao seu relativamente fácil manuseio. Pesquisadores da área, cada vez mais, acreditam que a impressão por jato de tinta seja uma das técnicas de deposição mais promissoras para a produção em grande escala. O objetivo desta pesquisa é contribuir com um novo instrumento a ser usado no monitoramento da irradiação no tratamento fototerápico da hiperbilirrubinemia no ambiente da neonatologia hospitalar. Atualmente os bebês recém-nascidos são tratados com empirismo considerável tendo em conta não haver procedimentos de controle para a dose da irradiação aplicada ao neonato nas incubadora neonatal das maternidades. Os riscos de hiperbilirrubinemia severa do neonato incluem a possibilidade de surdez, de paralisia cerebral ou mesmo de lesão cerebral em casos extremos. A observada Icterícia pode estar ligada à imaturidade do fígado do bebê. A bilirubinemia é muito freqüente em neonatos e precisa ser tratada para a redução dos citados riscos. O tratamento mais comum é a fototerapia com radiação na faixa do UV-próximo/azul. A fototerapia é realizada por várias sessões de muitas horas que dependem do nível de hiperbilirrubinemia no sangue, TBS (Total Bilirrubine Serum) do bebê. A hiperbilirrubinemia é crítica quando seu nível for igual ou maior que 428 micromol/litro ou 25 mg/dL (Referencia - Previsão e prevenção de hiperbilirrubinemia de neonatal extremo, T.B., Newman et al., Arco Pediatr Adolesc Med/Vol 154, Nov. 2000 pp 1140-1147). Além de permitir reduzir o empirismo do tratamento com o uso de um dosímetro para a faixa de radiação em tela, este pode ser usado para avaliar a condição da fonte de radiação específica de luz usada neste tipo de tratamento. O dosímetro proposto, como instrumento adicional para os neonatologistas poderá monitorar as doses de radiação aplicada durante a fototerapia e evitar excessos, reduzindo o tempo no protocolo de tratamento neonatal. / At the end of the 1980s, researchers from Eastman Kodak announced the electroluminescent properties of non-polymeric organic materials. At the beginning of the 1990s, researchers from the UK showed similar properties of organic polymers, using them as active elements in light emitting devices. It was the beginning of a new research area interfacing the electronics and the new polymeric semiconductors. As a result of the findings on the semiconducting properties of polymers and copolymers, blends and organic-inorganic heterostructures, a new class of materials became the research subject of several groups. Polymer semiconductors exhibit several advantages like simple processing and low production cost. They can be utilized as thin-films with good mechanical properties for use in flexible substrates. Several high-tech enterprises like Philips, Sony, Pioneer, DuPont, Kodak and Uniax are investing strongly in the research and development of such materials and devices, including memories, image sensors, light-emmiting devices, among others. Radiation in a very broad range of wavelengths can affect characteristics of some semiconductor polymers. Their inherent semiconducting feature can be degraded by the photo-oxidation effect, activated by radiation exposition. This suggests the possibility of the development of semiconductor polymer based radiation sensing devices. This work deals with a study of radiation dosimeters for the wavelength range of 400 nm to 500 nm, specifically important at the maternity hospitals in the therapy of newborn babies. To cope with this objective, the study of adequate substrates, development of suitable deposition process for the thin-film devices and study of its properties changes with radiation in the ultraviolet-visible (UV-Vis) range was done. From the different thin-film deposition techniques, the inkjet deposition technique was selected for this study thanks to its production simplicity, potential low cost an, mainly, because it permits the deposition of minute amounts of material, leading to very little material losses. As the active material a polymeric semiconductor of the fluorene family was selected thanks to its easy processing. Researchers of this area, more and more, believe that the Inkjet Printing is one of the very promising deposition techniques for mass production of those devices. The aim of this research is to offer a new tool to be used in the monitor of the irradiation in the phototherapy for severe hyperbilirubinemia of newborn babies. In most cases newborn babies are treated with a considerably empiric protocol considering the inexistence of procedures to control the radiation doses in the treatments. The risks of extreme neonatal hyperbilirubinemia include possibility of deafness, cerebral palsy or brain damage in extreme cases. Jaundice may be due to the immaturity of baby\'s liver. Bilirubinemia is most frequent in newborn and must be treated to reduce such risks. The most common treatment is phototherapy with nearUV-blue radiation. Phototherapy is accomplished by several sessions of many hours depending on the Total Bilirubin Serum (TBS) found in the baby blood. Hyperbilirubinemia is very dangerous to the near-term newborn when its level is equal or greater than 428 micromol/liter or 25 mg/dL (Reference Prediction and prevention of extreme neonatal hyperbilirubinemia, T.B., Newman et al., Arch Pediatr Adolesc Med/Vol 154, Nov. 2000 pp 1140-1147). Besides reducing the empiric treatments based on the nearUV-blue radiation, the use of a sensor can be important to evaluate the condition of the specific type of lamp used in the treatments. The proposed dosimeter can be an additional instrument for the neonatologists to be used in the determination of the phototherapy radiation dose, thus reducing, in the medical protocol, the jaundice treatment time.

Nos processos usuais de prototipagem rapida, a transformacao do material para a construcao do prototipo, de maneira geral, e realizada por fusao ou polimerizacao oriunda do aquecimento via laser ou resistencia eletrica. Isso, necessariamente, envolve equipamento especial para o processo de fusao e deposicao do material para a construcao das superficies camada por camada, o controle de temperatura para assegurar a qualidade e o tratamento de gases exalados pela transformacao entre outros. Essa forma de transformacao nos processos de prototipagem rapida tem assim custos relativamente altos do prototipo e do equipamento. Uma alternativa para o processo de transformacao inclui evidentemente outros materiais para construcao do prototipo. Entretanto, no levantamento bibliografico realizado observou-se que nao existem trabalhos que explorem materiais e processos alternativos. Assim varios materiais foram analisados com base nas seguintes propriedades: processamento sob temperatura ambiente, capacidade de aderencia entre as camadas, tempo de consistencia e de cura do material, custo e disponibilidade no mercado nacional. Com base nesse estudo foi selecionado o seguinte material: composito a base de complexo de carboidrato, o qual transforma-se, de estado fisico, sob temperatura ambiente. Inicialmente analisaram-se os aspectos de aderencia e tempo de cura. Posteriormente estudaram-se as caracteristicas dos dispositivos e dos processos Fused Layer Modeling (FLM). Baseado nesse estudo foi fabricado um dispositivo para se extrudar material em forma de filamentos. Em seguida modelou-se o cinematismo da velocidade de deposicao do dispositivo extrusor e assim delinear o projeto de experimentos para se obter, do processo proposto, os aspectos qualitativo (operacao, preparacao, custos, utilizacao dos prototipos, entre outros) e quantitativo (velocidade de deslocamento dos eixos X e Y, alturas entre camadas, rugosidade e forma geometrica). Desse estudo resulta que a proposta demonstra potencial para aplicacao na fabricacao de mostruarios, pecas de brinquedos, utilizacao em cursos de formacao profissional, prototipos para moldagem a temperatura ambiente, moldes para fundicao em areia. / In usual processes of rapid prototyping the transformation of the material into the prototype construction is usually made by fusion or polymerization by means of heating by laser or electrical resistance. It necessarily requires special equipment for the fusion process and deposition of material for the surface construction, layer on top of layer, the temperature control to certify quality, the treatment of exhalation during the transformation process, among others. This kind of transformation in the rapid prototyping process is relatively expensive compared with the conventional process of prototyping. An alternative for the transformation process includes, obviously, other kinds of material for the prototype construction. However, bibliographic research has show, that there are no such works which explore alternative materials and processes especially in the national context. Therefore, several kinds of material have been analyzed based on the following properties: required temperature for the work, adherence capacity between the layers, consistence time or cure time of the prototype, cost and availability on the national market. The following material was chosen, based on this study: a compound, based on a carbohydrate complex, because it transforms itself from the physical form at room temperature. First of all, adherence aspects and curing time were analyzed,. Then characteristics of the apparatuses and devices of the Fused Layer Modeling process (FLM). Based on these characteristics the project of the extrusion device was developed, to extrude the carbohydrate composite in form of filaments and its kinematics was modeled to determine the depositing speed and design of experiments to obtain, out of the proposed process, the qualitative aspects (operation, preparation, costs, utilization of the prototype, among others) and quantitative (speed of the dislocation of the table at x-y axis, height between the layers, roughness and geometric form, among others). At that rate the developed proposal shows potentiality to be used in production of showcases, toy pieces, utilization in course for professional training, prototypes for molding at room temperature, forms for sand castings.

No presente trabalho é proposto um método para estabelecer um critério de falha da camada polimérica externa dos cabos umbilicais usados em operações offshore. O método proposta baseia-se na determinação do incremento da quantidade de água absorvida pela camada polimérica externa do cabo devido à deterioração provocada pelos carregamentos cíclicos e o envelhecimento originados pelo meio marinho. Este método propõe a realização de um ensaio de fadiga à tração uniaxial no polímero que compõe a camada externa do cabo. O teste é feito simulando as solicitações a que é submetida a camada externa do umbilical durante os ensaios de fadiga feitos, segundo a norma API 17E, durante o processo de homologação do cabo. Além disso, se propõe fazer um ensaio de envelhecimento artificial no polímero da camada externa simulando as condições de serviço do cabo no meio marinho. Com o fim de avaliar a influência dos carregamentos cíclicos e o os agentes do meio marinho nas propriedades do polímero, são feitos ensaios de absorção de água segundo a norma ASTM D 570, ensaios de tração segundo a norma ASTM D 638, ensaios de dureza segundo a norma ASTM D 2240 e observações num microscópio eletrônico de varredura. Finalmente a partir do incremento de massa sofrido pelo polímero no ensaio de absorção de água foi estimado o dano no material da camada externa do cabo. Os resultados obtidos no trabalho mostraram que os carregamentos cíclicos e o meio marinho aceleraram o processo de degradação da camada polimérica externa do umbilical demonstrando assim a eficiência do método proposto. / In the present work is proposed a method to establish a failure criterion of the polymeric external layer of umbilical cables used in offshore operations. The proposed method is based on the determination of the increment of the quantity of absorbed water by the polymeric external layer of the cable due to deterioration caused by cyclic loads and the aging process originated by the marine environment. The method proposes to carry out a uniaxial fatigue test on the polymer that composes the external layer of the cable. This test is made simulating the cyclical deformation that the external layer is submitted in the umbilical during the fatigue test done, according to the API 17E standard, during the process of cable homologation. It is also intended to make an artificial aging test in the polymeric external layer simulating the service conditions of the cable in the marine environment. In order to evaluate of the cyclical loads and the sea set aging influence on the properties of the polymer, carry out water absorption test according to the ASTM D 570 standard, traction test according to the ASTM D 638 standard, hardness test according to the ASTM D 2240 standard and observations in an scanning electron microscopy. Finally starting from the mass increment suffered by the polymer in the water absorption test it was estimated the damage in the external layer material of the cable. The results obtained in this work showed that the cyclical loads and marine environment accelerated the degradation process of polymeric external layer of umbilical cable demonstrating the efficiency of the proposed method.

O objetivo do trabalho foi demonstrar que o polivinilcarbazol (PVK) dopado com Perclorato de Lítio (LiClO4) pode converter energia luminosa em energia elétrica. Esse material polimérico possui a propriedade de absorver e gerar pares de elétron-lacunas fornecendo uma corrente elétrica quando exposto à iluminação. Para essa finalidade foi construído um dispositivo (célula solar) com a seguinte estrutura: vidro / ITO / a-Si:H (p) / polímero PVK / µ-Si:H (n) / Al, tendo o PVK dopado como camada ativa. O estudo proposto, dessa maneira, teve como finalidade: pesquisar, desenvolver, fabricar e caracterizar esse dispositivo, analisando suas características elétricas e ópticas, sua eficiência de conversão (rendimento) e outros fatores relacionados ao seu desempenho e do processo de fabricação. / The objective of this article is to demonstrate that the Poly(N-vinylcarbazole) PVK dumped with lithium perchlorate (LiClO4) can transform solar energy to electrical energy. This polymer material has the property of absorbing and generate electron hole pairs, providing an electric current when exposed to enlightenment. To achieve that, a solar cell has been constructed with the follow structure: glass structure/ITO/a-Si:H (p)/polymer PVK/µ-Si:H (n)/Al, with the PVK working as active layer. This proposed article had the objective to research, develop, construct and characterize this device, analyzing its electrical and optical characteristics, efficiency and other topics related to its development and construction process.

Organic solar cells show great potential to become a commercially available technology for renewable clean energy production due to their attractive properties. Inexpensive materials and manufacturing processes, including classical roll-to-roll fabrication, as well as the ability to produce flexible, low weight, semitransparent devices are some of the advantages organic photovoltaics provide. Addressing the most common issues in these new technologies, i.e., the low efficiencies of devices and rapid degradation of materials, could bring a realistic alternative for the photovoltaic industry. In this work, the performance of P3HT:PCBM based bulk heterojunction solar cells modified through low energy gold ion implantation in the hole transporting layer, the PEDOT:PSS, is studied. Reference solar cells without gold were also fabricated and characterized for comparison. Through field emission scanning electron microscopy (FESEM) micrographs, the formation of gold nanoparticles (AuNPs) in the PEDOT:PSS has been shown layer for the highest implantation doses used. Absorbance measurements of PEDOT:PSS films before and after gold implantation further confirmed this result. TRIDYN and SRIM simulation programs estimated shallow gold implantations of ~3 nm underneath the PEDOT:PSS films surface. Current-voltage (JxV) characteristics of reference solar cells under AM 1.5 illumination presented the uncommon S-shaped curves, an abnormal deviation from typical JxV curves. This was attributed to PEDOT:PSS degradation due to oxygen and water exposure, which reduced its work function significantly. As a result, deteriorated parallel and series resistances were obtained in reference devices, which ultimately reduced their field factors and power conversion efficiencies. This abnormal behavior was consistently eliminated with the introduction of AuNPs near the PEDOT:PSS/Active-layer interface, leading to the rectification of the illuminated JxV curves of modified solar cells and the reestablishment of cell parameters. Consequently, outstanding improvements in the field factors and power conversion efficiencies were observed in these devices. This was attributed to enhancement (and prevention from the reduction) of the PEDOT:PSS work function layer due to the presence of AuNPs, which rearranged the energy levels at the interface to a more favorable state: higher electron blocking and lower hole extraction barriers. / Células solares orgânicas têm mostrado grande potencial para se tornar uma alternativa tecnológica na produção de energia limpa e renovável. Baixo custo dos materiais e dos processos de manufatura, e a possibilidade de fabricar dispositivos com baixo peso, flexibilidade e semitransparência, inclusive pelo método clássico de roll-to-roll, são algumas das vantagens oferecidas pela fotovoltaica orgânica. Resolver os problemas mais comuns destes dispositivos, como a baixa eficiência na conversão de energia e a rápida degradação dos materiais, é necessário para sua disponibilização no mercado fotovoltaico atual. Neste trabalho, células solares de heterojunção volumétrica baseadas no polímero P3HT e modificadas através da implantação de íons de ouro de baixa energia na camada de PEDOT:PSS são estudadas. Dispositivos equivalentes sem modificação de ouro também foram fabricados e caracterizados como referência. Imagens obtidas através de um microscópio eletrônico de varredura por emissão de campo (FESEM Field Emission Scannig Electron Microscopy) mostraram a formação de nanopartículas de ouro (AuNPs) na camada de PEDOT:PSS para as doses de implantação mais elevadas. Medidas do espectro de absorbância dos filmes de PEDOT:PSS antes e depois da implantação de ouro confirmam este resultado. Simulações feitas com os softwares TRIDYN e SRIM estimaram o ouro implantado em u ma profundidade de ~3 nm abaixo da superfície do PEDOT:PSS. As curvas de corrente-tensão (JxV) características das células solares de referência sob iluminação AM 1.5 mostraram um comportamento de forma S, que corresponde a um desvio da forma típica das curvas JxV. Isto foi atribuído à degradação dos filmes de PEDOT:PSS devido à exposição ao oxigênio e à água, que reduz sua função trabalho significativamente. Como resultado, deterioraram-se as resistências em paralelo e em série destes dispositivos, o que em última instância, reduziu o Field Factor (FF) e a eficiência na conversão de energia. Este comportamento anormal foi eliminado de forma consistente após a introdução de AuNPs perto da interface PEDOT:PSS/Camada-Ativa. As curvas JxV das células solares modificadas sob iluminação foram retificadas e os valores dos seus parâmetros restabelecidos. Melhorias notáveis no FF e eficiência de conversão de energia foram obtidas para todas as células solares modificadas. Isto foi atribuído ao aumento da função trabalho da camada de PEDOT:PSS pela presença das AuNPs, que reorganizou os níveis de energia na interface para um estado mais favorável: com barreiras de potencial otimizadas para bloquear a extração de elétrons e favorecer a de buracos.

Orientador: Prof. Dr. Danilo Justino Carastan / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2016. / Blendas de poliestireno e polipropileno foram preparadas em diferentes composições, com e sem a adição de compatibilizantes, para estudar e avaliar o grau de facilidade de obtenção de morfologia cocontínua, sua estabilidade morfológica e propriedades mecânicas. Os compatibilizantes utilizados foram copolímeros em bloco de poliestireno-b-poli(etileno-cobutileno)- b-poliestireno (SEBS) de três diferentes tipos, além de cargas nanoestruturadas, de partículas de sílica e argila. O grau de continuidade do poliestireno foi observado através da técnica de extração por solvente, a obtenção ou não da morfologia cocontínua foi observada por microscopia eletrônica de varredura, e sua estabilidade por caracterizações em microscopia ótica com o uso de platina de aquecimento. As propriedades mecânicas das blendas foram avaliadas por ensaios de tração, com o objetivo de verificar se a morfologia cocontínua e a adição dos compatibilizantes proporcionaram diferentes propriedades mecânicas às misturas obtidas. De fato, a adição dos compatibilizantes gerou uma certa estabilidade, influência no grau de continuidade além de facilitar a formação da morfologia cocontínua para algumas composições das blendas, porém não impediu completamente a ocorrência do efeito de coalescência. Para as composições limites, como 70/30 de PS/PP, os compatibilizantes SEBS 20 e a nanossílica R812 facilitaram a formação da morfologia, aumentando o intervalo de composições cocontínuas, além de conseguiram manter uma certa estabilidade da estrutura mesmo após o tempo de tratamento térmico. As cargas nanoestruturadas, conforme já previsto, interferiram nas propriedades mecânicas, aumentando a rigidez das blendas, independente da composição, sendo o oposto observado com os copolímeros, que por serem elastoméricos, aumentaram a flexibilidade das amostras. / Polystyrene and polypropylene blends over a wide composition range, with and without the addition of compatibilizers were prepared to study and evaluate the ease of obtaining a cocontinuous morphology, as well as their morphological stability and mechanical properties. Three different types of polystyrene-b-poly(ethylene-co-butylene)-b-polystyrene (SEBS) block copolymers, as well as nanoclay and nanosilica were used as compatibilizers. The range of cocontinuity in the polymer blends was detected by the solvent extraction technique, and the type of morphology obtained was evaluated by scanning electron microscope (SEM). Annealing experiments were carried out to evaluate the stability of the blends by optical microscopy. The samples were submitted to tensile testing in order to evaluate the effect of the different types of morphology on the mechanical properties. The addition of compatibilizers was shown to create a certain stability in some compositions, however, the coarsening effect was not completely prevented. The presence of compatibilizers increased the range of cocontinuity and morphological stability in some compositions, such as 70/30 PS/PP. The nanoparticles, as expected, had an effect on the mechanical properties, increasing the stiffness of the blends, regardless of the composition, while the opposite was observed for the copolymers. Being elastomers, they increased the flexibility of the blends.