Dispositivos eletrocrômicos com base em PEDOT:PSS: deposição por rolos e a Influência da distribuição do eletrólito na eficiência do dispositivo

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Gavim, Anderson Emanuel Ximim
• Orientador(a): Macedo, Andreia Gerniski
• Banca de defesa: Macedo, Andreia Gerniski, Morais, Edival de, Viana Junior, Emilson Ribeiro
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Física e Astronomia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Polímeros condutores; Análise espectral; Dispositivos optoeletrônicos Optoelectronic devices; Condutividade elétrica; Filmes finos; Microscopia de força atômica; Microscopia eletrônica de transmissão; Física; Conducting polymers; Spectrum analysis; Optoelectronic devices; Electric conductivity; Thin films; Atomic force microscopy; Transmission electron microscopy; Physics
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3118

Poli(3,4-etilenodioxitiofeno) dopado com poli(estirenosulfonado), denotado como PEDOT:PSS, é um material comumente usado na eletrônica orgânica, por exemplo, como material balanceador de cargas em dispositivos eletrocrômicos. Neste trabalho o PEDOT:PSS foi processado em filmes finos pela técnica de rolo-para-rolo sobre substratos flexíveis. O aumento da molhabilidade da solução aquosa de PEDOT:PSS sobre substratos plásticos foi obtido aplicando um pré-tratamento com álcool isopropílico (iPrOH) e adicionando pequenas quantidades desse álcool na solução de PEDOT:PSS, o aumento da molhabilidade foi comprovado via medidas de ângulo de contato. Além de permitir o processamento de filmes uniformes em grandes áreas, este procedimento também resultou em filmes de PEDOT:PSS com maior condutividade, este aumento é atribuido ao efeito do álcool que: remove a camada externa isolante composta majoritariamente de PSS deixando o PEDOT condutor mais exposto e/ou modifica a conformação das cadeias de PEDOT:PSS que inicialmente estão aglomeradas passando para uma conformação mais plana. Os filmes de PEDOT:PSS processados por rolos foram testados em dispositivos eletrocrômicos tendo o Poli(oxietileno)(PEO) como matriz condutora iônica e perclorato de lítio (LiClO4) como eletrólito. Os dispositivos foram selados por laminacão em ar. O contraste de cor entre os estados oxidado (azul claro) e reduzido (azul escuro) do PEDOT:PSS foi monitorado por medidas de transmitância UV-VIS. O uso do iPrOH resultou em dispositivos eletrocrômicos com eficiência de coloração de 377 C-1cm2 após 0.3 s do acionamento. Adicionalmente, para propósitos de comparação, dois dispositivos eletrocrômicos baseados em PEDOT:PSS foram preparados por rolos, estes dispositvos foram construidos com a geometria convencional de camadas ou usando o PEO:LiClO4 misturado com o PEDOT:PSS na mesma camada. Análises das propriedades levaram a conclusão de que a presença de canais de percolação do PEDOT:PSS dentro da matriz de PEO:LiClO4 resultaram na melhora da performance do dispositivo conforme demonstrado por espectroscopia de impedância e os respectivos circuitos Randles equivalentes. Nos dispositivos de mistura a eficiência de coloração atinge 1750 C-1cm2 após 1.5 s de acionamento do dispositivo, enquanto o dispositivo de camada correspondente apresenta eficiência de coloração de 900 C-1cm2 no mesmo intervalo de tempo.