Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-03-15T11:39:35Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Diéricon Sousa Cordeiro - 2018.pdf: 6920771 bytes, checksum: 83ec23012a03b4c1207c2f24818766a5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-03-15T11:39:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Diéricon Sousa Cordeiro - 2018.pdf: 6920771 bytes, checksum: 83ec23012a03b4c1207c2f24818766a5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-15T11:39:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Diéricon Sousa Cordeiro - 2018.pdf: 6920771 bytes, checksum: 83ec23012a03b4c1207c2f24818766a5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-01-31 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Photoluminescent, electroluminescent and photoconductive materials find a wide range of scientific and technological applications, therefore, the accurate photophysics properties description is indispensable. To apply carbazole derivatives as active layers in photovoltaic devices, the steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopy of 9-vinylcarbazole (9VCz) and its respective polymer, Poly (N-vinylcarbazole) (PVCz) in solution and thin films prepared by distinct techniques were carried out in this work. Layer-by-Layer by self-assembling and by spin-coating thin films were prepared in order to compare the effects of the distinct techniques on the final photophysics. They also had their morphology characterized by distinct techniques of microscopy. The spectroscopic fluorescence showed that the ideal solutions for producing the thin films were those at concentrations of 10-4 mol L-1 and 10-5 g L-1 for molecule and polymer, respectively. Thin films of the molecule prepared by the self-assembling technique showed structured bands, however, for the polymer, we observed that the spin-coating technique resulted in a film with less aggregation and structured spectra, thus, well defined vibrational bands could be observed. In addition, it was observed that the fluorescence intensity decreases as the number of layer deposition increases in the 9VCz thin films, however, in the self-assembling tri-layer PVCz film, spectra with higher intensity were recorded. Microscopy indicates the formation of thin films; however, it is possible to observe the formation of aggregates on the surface of the thin films, which are also evidenced by steady-state fluorescence. / Materiais com propriedades fotoluminescentes, eletroluminescentes e fotocondutoras encontram aplicações científicas e tecnológicas bastante diversas, para isso, é indispensável executar o estudo detalhado da fotofísica dos materiais de interesse. Com o objetivo de aplicar derivados de carbazol como camada ativa em dispositivos fotovoltaicos, o estudo de espectroscopia de fluorescência fotoestacionária e com resolução temporal do 9-vinilcarbazol (9VCz) e seu respectivo polímero o Poli(N-vinilcarbazol) (PVCz) foi realizado nesse trabalho, quando em solução e quando na forma de filmes finos produzidos por métodos distintos: Layer-by-Layer por automontagem e por spin-coating, afim de comparar o efeito na fotofísica das técnicas de confecção de filmes finos, que também tiveram sua morfologia caracterizada por distintas técnicas de microscopia. Os resultados espectroscópicos das soluções evidenciaram as soluções 10-4 mol L-1 e 10-5 g L-1 para a molécula e para o polímero, respectivamente, como as soluções ideais para produção dos filmes finos. Os filmes finos preparados pela técnica de automontagem apresentaram bandas estruturadas para a molécula, no entanto para o polímero, observou-se que a técnica por spin-coating apresenta menor agregação e espectros mais estruturados, com isso, bandas vibracionais melhor definidas foram visualizadas. Além disso, notou-se que a intensidade de fluorescência apresentou uma diminuição à medida que se aumenta o número de camadas depositadas umas sobre as outras na produção dos filmes finos do 9VCz, no entanto, no filme de PVCz em tricamada, obtido por automontagem a fluorescência tem maior intensidade. A morfologia registrada indica a formação de filmes finos, porém, é possível observar a formação de agregados na superfície dos filmes finos, agregação essa que também é evidenciada pelos dados de espectroscopia de fluorescência fotoestacionária e resolvida no tempo.

O principal objetivo deste trabalho é a obtenção de trilhas com largura de dezenas de microns de Poli(N-vinilcarbazol) (PVK). Essas trilhas terão uma possível utilização em conjunto com outros materiais poliméricos como camada condutora na obtenção de um dispositivo semicondutor com material totalmente orgânico. O polímero escolhido foi o PVK, obtido a partir da síntese do monômero de N-vinilcarbazol, utilizando a técnica de polimerização radical livre viva, na presença do iniciador bimoleculares TEMPO (2,2,6,6-terametilpiperidinil-1-óxi)/BPO (peróxido de benzoíla) na razão molar 1:1,33. Além disso, a massa molar de 50.000g/mol para o PVK foi escolhida, previamente, devido às suas boas características elétricas condutoras, quando dopadas com perclorato de lítio. Para a remoção e definição de geometria do PVK foi usada a técnica de plasma etching por ser um processo limpo, de fácil manuseio e grande possibilidade de controle de parâmetros, além da possibilidade de usar diversos gases. Por outro lado, os parâmetros de corrosão, através de plasma de oxigênio foram modificados com a finalidade de obter uma condição ideal para o processo de remoção e em seguida o polímero foi caracterizado novamente, verificando as possíveis mudanças nas características físico-químicas resultante do processo. Testes com a corrosão em ambiente úmido com tolueno, também foram realizados para verificar as condições favoráveis e desfavoráveis nas técnicas de corrosão e as suas compatibilidades com os diversos materiais utilizados. Por fim, nas caracterizações elétricas e físico-químicas, geometrias pré-determinadas foram utilizadas para permitir estudos de parâmetros de análise, como a definição dos limites mínimos das geometrias, efeitos de borda, limite mínimo de largura de linha, taxa de remoção, excesso de remoção e a condutividade elétrica. / The main objective of this work is to obtain trails with ten microns width of Poly (N-vinylcarbazole) (PVK). These trails will have a possible use in set with other polymeric materials as conducting layer in the attainment of a device semiconductor with total organic material. The polymer studied was the PVK from the synthesis of vinylcarbazole monomer, using the method called living free radical in the presence of a bimolecular system of initiators BPO (benzoyl peroxide) and TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy). The 50.000g/mol molar mass was used previously, resulted of its good conducting electric characteristics when doped with lithium percolate. To remove and to define the PVK geometry, the plasma technique was used because it is a clean, easy and rapid process, many possibility of parameters control and possibility to use several gas. Using oxygen plasma, the corrosion parameters had been modified to get the best condition to remove all PVK film without modifies the photoresist film. After the process, the polymer was characterized again to verify the possibility of changes in the physicist-chemistries characteristics of the PVK film. The wet corrosion using toluene had been made to verify the parameters and conditions in the techniques to remove the PVK films and its compatibilities with the other materials used as photoresist, aluminum etc. In the electric, optical and physicist-chemistries characterizations, some predetermined geometries had been used to study and to analyze parameters as the definition and the minimum limits of the geometries, effect of edge, the minimum width, the corrosion rate, excess of corrosion and the electric conductive.

O principal objetivo deste trabalho é a obtenção de trilhas com largura de dezenas de microns de Poli(N-vinilcarbazol) (PVK). Essas trilhas terão uma possível utilização em conjunto com outros materiais poliméricos como camada condutora na obtenção de um dispositivo semicondutor com material totalmente orgânico. O polímero escolhido foi o PVK, obtido a partir da síntese do monômero de N-vinilcarbazol, utilizando a técnica de polimerização radical livre viva, na presença do iniciador bimoleculares TEMPO (2,2,6,6-terametilpiperidinil-1-óxi)/BPO (peróxido de benzoíla) na razão molar 1:1,33. Além disso, a massa molar de 50.000g/mol para o PVK foi escolhida, previamente, devido às suas boas características elétricas condutoras, quando dopadas com perclorato de lítio. Para a remoção e definição de geometria do PVK foi usada a técnica de plasma etching por ser um processo limpo, de fácil manuseio e grande possibilidade de controle de parâmetros, além da possibilidade de usar diversos gases. Por outro lado, os parâmetros de corrosão, através de plasma de oxigênio foram modificados com a finalidade de obter uma condição ideal para o processo de remoção e em seguida o polímero foi caracterizado novamente, verificando as possíveis mudanças nas características físico-químicas resultante do processo. Testes com a corrosão em ambiente úmido com tolueno, também foram realizados para verificar as condições favoráveis e desfavoráveis nas técnicas de corrosão e as suas compatibilidades com os diversos materiais utilizados. Por fim, nas caracterizações elétricas e físico-químicas, geometrias pré-determinadas foram utilizadas para permitir estudos de parâmetros de análise, como a definição dos limites mínimos das geometrias, efeitos de borda, limite mínimo de largura de linha, taxa de remoção, excesso de remoção e a condutividade elétrica. / The main objective of this work is to obtain trails with ten microns width of Poly (N-vinylcarbazole) (PVK). These trails will have a possible use in set with other polymeric materials as conducting layer in the attainment of a device semiconductor with total organic material. The polymer studied was the PVK from the synthesis of vinylcarbazole monomer, using the method called living free radical in the presence of a bimolecular system of initiators BPO (benzoyl peroxide) and TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy). The 50.000g/mol molar mass was used previously, resulted of its good conducting electric characteristics when doped with lithium percolate. To remove and to define the PVK geometry, the plasma technique was used because it is a clean, easy and rapid process, many possibility of parameters control and possibility to use several gas. Using oxygen plasma, the corrosion parameters had been modified to get the best condition to remove all PVK film without modifies the photoresist film. After the process, the polymer was characterized again to verify the possibility of changes in the physicist-chemistries characteristics of the PVK film. The wet corrosion using toluene had been made to verify the parameters and conditions in the techniques to remove the PVK films and its compatibilities with the other materials used as photoresist, aluminum etc. In the electric, optical and physicist-chemistries characterizations, some predetermined geometries had been used to study and to analyze parameters as the definition and the minimum limits of the geometries, effect of edge, the minimum width, the corrosion rate, excess of corrosion and the electric conductive.

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.

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.