Síntese e caracterização de nanocompósitos de PMMA/NTC para aplicações em células fotovoltaicas orgânicas

Nanotubos de carbono (NTCs) apresentam caracteristicas interessantes para aplicacoes em eletrodos transparentes. Quando dispersos em escala nanometrica sao transparentes ao espectro da luz visivel e sao capazes de conduzir eletricidade apos atingirem percolacao em matrizes polimericas isolantes. Neste trabalho, e descrito o uso de nanotubos de carbono de camadas multiplas (NTCMs) na producao de filmes polimericos flexiveis transparentes e condutores como alternativa ao uso do oxido de indio dopado com estanho (ITO) em celulas solares orgânicas. Os nanotubos foram dispersos e purificados em solucao aquosa de dodecil sulfato de sodio (SDS) pelos processos de sonicacao e centrifugacao, e a dispersao monitorada por espectroscopia UV-Vis e potencial ?. Os nanocompositos foram produzidos via polimerizacao in situ do monomero metacrilato de metila (MMA) na presenca de 0 a 1% p/p NTCs e os filmes depositados atraves da tecnica de revestimento por rotacao a alta velocidade (spin coating). A reacao de polimerizacao foi acompanhada pela calorimetria exploratoria diferencial (DSC). Verificou-se que na presenca de NTCs, a taxa de conversao do monomero e acelerada. A cinetica de degradacao termica foi avaliada pelo metodo de Broido utilizando a analise termogravimetrica (TGA). Foi observado que os NTCs aumentam a estabilidade termica do PMMA, retardando a degradacao por despolimerizacao. Estudos por espectroscopia FT-IR mostraram uma banda de absorcao em 1601 cm-1, (C=C), a qual nao e caracteristica do PMMA, indicando que os NTCs participam da polimerizacao do PMMA. Para concentracoes de ate 1% p/p de NTCs, os filmes PMMA/NTC apresentaram excelentes propriedades opticas. Ou seja, baixo coeficiente de absorcao, na ordem de 103 cm-1, altos valores de gap optico (Eopt), entre 3,2 e 4,14 eV, e alta transparencia por todo espectro visivel, entre 88 e 93%. Nas mesmas concentracoes, foi observada uma diminuicao substancial na resistividade eletrica dos filmes em 8 ordens de grandeza (de 1016 para 108 ?/quadrado), comparados ao filme de PMMA puro. Entretanto, a faixa de resistividade alcancada ainda e tipica de materiais isolantes. Estudos de otimizacao poderiam originar filmes PMMA/NTC como uma alternativa promissora para ITO em OPVs. Abstract