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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.18.2016.tde-11022015-144130
Documento
Autor
Nome completo
Pedro Henrique Pereira Rebello
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2014
Orientador
Banca examinadora
Faria, Roberto Mendonça (Presidente)
Fonseca, Fernando Josepetti
Guimarães, Francisco Eduardo Gontijo
Título em português
Aplicações de técnicas de impressão à dispositivos eletrônicos orgânicos
Palavras-chave em português
Célula luminescente orgânica
Células fotovoltáica orgânica
Eletrônica impressa
Eletrônica orgânica
RFID
Resumo em português
O trabalho desta dissertação versou sobre avanços em tecnologias de eletrônica impressa de baixo custo. Em particular, aplicamos as técnicas de impressão por serigrafia e por jato de tinta para confeccionar dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos. O primeiro dispositivo construído foi resistências impressas por jato de tinta tendo como matérias primas o poli(3,4-etileno dióxido tiofeno) com sulfonato de poliestireno (PEDOT:PSS) e nanopartículas de prata sobre substratos de vidro. Os valores das resistências foram analisados em se variando parâmetros de impressão. Como segundo dispositivo, imprimimos pela técnica de serigrafia sobre vidro e kapton, antenas de cartões de RFIDs (Radio-Frequency Identifications), também com os dois materiais: tinta de prata e PEDOT:PSS. Os RFIDs foram projetados para operar em frequências entre 860 MHz e 960 MHz. A antena de PEDOT:PSS mostrou alcance de 0,45 m, enquanto que a de tinta prata teve alcance de 1,6 m em 860 MHz e de 4 m em 960 MHz. Fabricamos também células eletroquímicas emissoras de luz (Organic Light Emitting Electrochemical Cells - OLECs), no qual substituímos o eletrodo transparente de óxido de índio (ITO), por um feito de PEDOT:PSS, aplicado por serigrafia sobre vidro. A camada ativa da célula luminescente foi feita por uma mistura de óxido de polietileno complexado com sal de lítio e um polímero luminescente derivado de polifluoreno que emite no verde. As curvas características de corrente e luminância em função da voltagem externa aplicada mostrou o bom desempenho das células fabricadas. Finalmente, produzimos células fotovoltaicas orgânicas, em que o eletrodo transparente, também de PEDOT:PSS, foi depositado por serigrafia sobre vidro. A camada ativa nesse caso foi um sistema bifásico feito de poli(3hexiltiofeno) (P3HT) e um éster, o [6,6]-fenil-C61-ácido metil-butírico (PCBM). Esse dispositivo apresentou um Fator de Preenchimento de 0,47 e uma eficiência externa de aproximadamente 2%.
Título em inglês
Applications of printing techniques for organic electronic devices
Palavras-chave em inglês
Organic electronics
Organic luminescent cell
Organic photovoltaic cell
Printed electronics
RFID
Resumo em inglês
The work developed along this thesis presents advances in printed electronic technologies of low cost. In particular we applied printable serigraphic and Inkjet technologies to produce electronic and optoelectronic devices. First, we produced resistances having poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) and silver paint as active materials, using an Inkjet printer on glass substrate. We made studies of the resistance performance varying some printed parameters. Then, by serigraphy screen printing was printed, on substrates of kapton and glass, an antenna in an Radio-Frequency Identification card (RFID), also from PEDOT:PSS and from silver paint. This RFID was projected to operate in a frequency range from approximately 860 MHz to 960 MHz. The antenna made of PEDOT:PSS operated in a distance of 0.45 m, while that of silver varied from 1.6 m at 860 MHz to 4 m at 960 MHz. In an Organic Light Emitting Electrochemical Cell (OLEC) we applied one of the electrodes, a PEDOT:PSS layer, as a transparent electrode by serigraphy on glass substrate for made to replace of ITO. The active layer was a mixture of a poly(ethylene oxide) complexed with lithium salt and a derivative of polyfluorene that is a green emitter. The characteristic curves of current and luminance against the applied external voltage assured us the good performance of the device. Similar result was obtained with the performance of an organic photovoltaic (OPV), in which the active layer was a biphasic system made by poly(3-hexylthiophene) (P3HT) and [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM), in which the transparent electrode (PEDOT:PSS) was also printed by serigraphy on glass substrate. In this device we obtained a Fill Factor of 0.47 and an external efficiency of almost 2%.
 
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Data de Publicação
2016-10-10
 
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