APRIMORAMENTO DE NANOANTENAS PLASMÔNICAS PARA CÉLULAS SOLARES ORGÂNICAS
Célula solar orgânica, nanoantenas, otimização, método dos elementos finitos.
Atualmente, sistemas fotovoltaicos orgânicos possuem desempenho com níveis de desenvolvimento bastante distintos, tais dispositivos convertem a luz solar em eletricidade a partir de semicondutores orgânicos que constituem a camada ativa desses dispositivos que, geralmente, são constituídos por derivados do fulereno e polímeros conjugados, tendo a eficiência aumentada a partir do uso de nanoantenas de prata sobre essa camada. Neste estudo, foi realizada a otimização dos parâmetros geométricos de nanoantenas e da célula solar unitária através do método dos elementos finitos, com a análise feita na célula solar orgânica periódica constituída de um bloco refletor e de uma nanoantena cilíndrica formada pelo metal nobre prata, e a camada ativa formada pelo material P3HT:PCBM, cuja representação das características físicas desses materiais foram modelados a partir da interpolação de resultados experimentais. As configurações estruturais das nanoestruturas plasmônicas e o desempenho do dispositivo foram monitorados a partir das propriedades fotofísicas do sistema, e conforme demonstrado a partir de novos modelos geométricos de nanoantenas e de um arranjo de nanoantenas formado pela nanoantena tronco de cone convexo junto com uma nanoantena piramidal, houve uma solução melhor para diferentes ângulos de incidência de luz em comparação com única nanoantena. A localização das nanoanenas também foi analisada para o estudo do comportamento da absorção na camada ativa. Por conseguinte, constatou-se um aumento médio na eficiência de absorção dessa célula solar orgânica, tanto para polarização transversal magnética quanto para transversal elétrica, em comparação com o uso da nanoantena convencional na faixa de comprimento de onda de (300:800) nanômetros.