Transporte de energia em polímeros conjugados : estrutura eletrônica e dinâmica de éxcitons via Monte Carlo cinético

Abstract

Semicondutores orgânicos se destacam por sua aplicabilidade em opto-eletrônica. Entre suas aplicações, estão diodos emissores de luz (OLEDs) e células fotovoltaicas orgânicas (OPVs). Tanto a geração de potencial elétrico em OLEDs, quanto a geração de luz em OPVs dependem do transporte de energia. Portanto, o estudo do mecanismo de transferência de éxcitons é essencial, uma vez que são os portadores de energia nesta classe de materiais. A transferência de energia por éxcitons pode ser modelada pelo Mecanismo de Transferência via Ressonância Förster. Para descrever esta transferência é necessário realizar o estudo da estrutura eletrônica das moléculas em questão. Para simular a dinâmica de éxcitons, é possível utilizar um algoritmo de Monte Carlo Cinético. Este pode ser modelado a partir da taxa de transferência de energia obtida com o estudo da estrutura eletrônica. Dentre os materiais orgânicos, os polímeros conjugados se destacam por apresentarem altos coeficientes de absorção. Assim, para este projeto foram selecionados os polímeros politiofeno e poli(p-fenileno vinileno). Neste trabalho é realizado o estudo da estrutura eletrônica destes polímeros, tornando possível a modelagem da dinâmica de éxcitons nestes materiais. As simulações em Monte Carlo Cinético permitem avaliar o impacto que diferentes morfologias e efeitos de aniquilação possuem sobre a transferência de energia.