CARACTERIZAÇÃO ÓTICA E MICROESTRUTURAL DE FILMES FINOS DE MoO3 PARA APLICAÇÃO EM CÉLULAS SOLARES ORGÂNICAS

Resumo

As células solares orgânicas são dispositivos que convertem luz solar em eletricidade a partir de uma camada ativa polimérica. Suas vantagens, como baixo custo, flexibilidade e leveza, dentre outros fatores, as tornam atrativas para comercialização. Contudo, um desafio tecnológico para esses dispositivos é aumentar o seu tempo de vida útil a partir do uso de novos materiais, dentre os quais, o trióxido de molibdênio (MoO3) é visto como promissor pelos pesquisadores da área. Esse trabalho teve por objetivo sintetizar filmes de MoO3 para atuarem como camada transportadora de buracos em células solares orgânicas. A técnica utilizada para a deposição dos filmes foi a pulverização catódica reativa com rádio frequência e magnetos. Os filmes foram caracterizados pelas técnicas de difração de raios x, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de ultravioleta-visível. Os resultados mostraram a co-existência das fases beta (β-MoO3) e alfa (α-MoO3) do MoO3 na amostra depositada a 400 °C e a presença predominante da fase β-MoO3 na amostra depositada a 300 °C. Filmes depositados em temperaturas abaixo de 300 °C eram amorfos ou nanocristalinos. As imagens da superfície dos filmes confirmaram o importante papel da temperatura do substrato na cristalização dos filmes, mostrando o incremento da cristalização com o aumento da temperatura do substrato. Os resultados da espectroscopia UV-Vis mostraram que a temperatura de substrato pode ser usada como parâmetro controlador do coeficiente de absorção e da banda proibida. Foi constatado também que os filmes depositados em temperaturas de substrato acima de 300º C possuem transição direta. Além disso, os filmes fabricados de 20 e 200 ºC apresentaram menores valores de banda proibida e maiores valores de coeficientes de absorção.