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Melhoria da condutividade e transmitância de eletrodos de PEDOT:PSS usando óxido de grafeno e solvente polar
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/66636
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Roman, Lucimara Stolz, 1971- | - |
| Autor(es): dc.contributor | Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Física | - |
| Autor(es): dc.creator | Neves, Matheus Felipe Fagundes das, 1995- | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2020-09-24T17:28:30Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2020-09-24T17:28:30Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2020-04-30 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2020-04-30 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2019 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://hdl.handle.net/1884/66636 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/66636 | - |
| Descrição: dc.description | Orientadora: Profa. Dra. Lucimara Stolz Roman | - |
| Descrição: dc.description | Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Física. Defesa: Curitiba, 18/02/2020 | - |
| Descrição: dc.description | Inclui referências | - |
| Descrição: dc.description | Resumo: Poli(3,4-etilenodioxitiofeno):poli(estireno sulfonado), PEDOT:PSS, é um compósito polimérico capaz de substituir o óxido de índio dopado com estanho (ITO) como eletrodo transparente em dispositivos eletrônicos. No entanto, os filmes de PEDOT:PSS apresentam condutividades com duas ordens de grandeza a menos que o ITO, fato que se apresenta como um grande desafio na busca por dispositivos orgânicos livres do ITO. Apesar do PEDOT ser um bom condutor, os filmes de PEDOT:PSS normalmente não conseguem explorar todas as propriedades elétricas do PEDOT pelo fato de apresentar PSS em sua composição. O PSS é um polímero isolante, adicionado para promover estabilidade da dispersão em água. A fim de aumentar a performance elétrica do PEDOT e superar as limitações isolantes, o presente trabalho propõe a utilização de filmes finos feitos do material compósito de óxido de grafeno (GO) e PEDOT:PSS em uma dispersão aquosa, seguido de um tratamento com etilenoglicol (EG) nos filmes secos. Observa-se um aumento de duas ordens de grandeza nos valores de condutividade, bem como os aumentos significativos na transmitância na região do espectro visível, e na hidrofobicidade dos filmes, decorrentes da retirada do PSS. Além disso, foi investigada a estabilidade mecânica dos filmes em um substrato de PET através de ciclos de torção e medidas elétricas. A razão mássica ótima para esse compósito é de 0,058 de GO/PEDOT, promovendo maior condutividade elétrica pelo fato das cadeias do PEDOT se orientarem de melhor forma, provado pelos espectros das espectroscopias de Auger Ressonante e NEXAFS. O tratamento com EG remove parte do PSS dos filmes, diminuindo tanto a rugosidade quanto a espessura, razões essas que contribuem com o aumento da condutividade e transmitância. Medidas em baixa temperatura foram realizadas e o modelo de Mott VRH foi aplicado, mostrando que a condução ocorre em 3 dimensões (3D) e que o tratamento com solvente aumenta a condutividade característica e diminui a energia de ativação de hopping, não alterando a temperatura característica. Isso indica que o tratamento com EG promove a diminuição do tempo de transferência de carga e resistividade. Palavras-chave:PEDOT:PSS. Óxido de Grafeno. Eletrodo. Transmitância. Condutividade. Estabilidade. Flexibilidade. Ordenamento. | - |
| Descrição: dc.description | Abstract: Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate), PEDOT:PSS, is a polymeric composite that can substitute indium tin oxide (ITO) as transparent electrode in electronic devices. However, PEDOT:PSS films have conductivities two orders of magnitude lower than ITO, which is still the main challenge in the achievement of ITO-free organic devices. Even PEDOT being a good conductor, PEDOT:PSS films have not the full electrical performance of PEDOT because of PSS, an insulator polymer added to provide water solubility. To enhance PEDOT electrical performance and overcome the insulator limitations, we prepared thin films based on graphene oxide (GO) aqueous dispersion and PEDOT:PSS solution by drop casting this mixture on substrates followed by a treatment on dried films with ethylene glycol (EG). An increment of two orders of magnitude in conductivity values was observed as well as increase in transmittance at visible region and in hydrophobicity of GO:PEDOT:PSS thin films due to partial removal of PSS. It was further investigated the films mechanical stability on PET substrates by torsion cycle and electrical measurements. Mass ratio equal to 0.058 of GO/PEDOT provides higher electrical conductivity due to higher chains orientation of PEDOT probed by NEXAFS and Resonant Auger Spectroscopy measurements, and EG treatment also decreased the roughness and thickness of thin films, which promoted increment in conductivity and light transmittance. Low temperature electrical measurements and application of Mott Variable Range Hopping (VRH) model showed that the conduction occurs in three dimensions (3D) and the solvent treatment increases the characteristic conductivity and decreases the activation hopping energy, remaining almost unchanged the characteristic temperature. It indicates that EG treatment promotes a decrease in charge transfer time and resistivity. Keywords:PEDOT:PSS. Graphene Oxide. Electrode. Transmittance. Conductivity. Stability. Flexibility. Ordering. | - |
| Formato: dc.format | 116 p. : il. (algumas color.). | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Grafeno | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Eletrodo | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Condutividade eletrica | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Física | - |
| Título: dc.title | Melhoria da condutividade e transmitância de eletrodos de PEDOT:PSS usando óxido de grafeno e solvente polar | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional - Rede Paraná Acervo | |
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