Influência da morfologia na dinâmica de aniquilação de éxcitons em materiais orgânicos

Abstract

A dinâmica de éxcitons desempenha um papel essencial na eficiência de dispositivos fotovoltaicos orgânicos (OPV), nos quais os processos de recombinação radiativa e não radiativa competem diretamente com o transporte de energia. Em particular, a aniquilação éxciton-éxciton constitui um dos principais mecanismos de perda em sistemas poliméricos doadores, sendo fortemente influenciada pela organização morfológica da camada doadora. Nesse contexto, este trabalho investiga a influência de diferentes morfologias sobre a dinâmica de éxcitons em materiais orgânicos, com ênfase no papel da espessura dos domínios morfológicos sobre a relevância do processo de aniquilação. Para isso, são empregadas simulações de Monte Carlo Cinético, utilizando taxas de transferência de energia e de emissão radiativa descritas pela teoria de Förster. As morfologias analisadas são constituídas por domínios tridimensionais dos dímeros de politiofeno (PTh) e poli (p-fenileno vinileno) (PPV), materiais amplamente utilizados como doadores em dispositivos optoeletrônicos orgânicos. A partir dessa abordagem, analisa-se a competição entre os processos de fluorescência e aniquilação, bem como o transporte de éxcitons em diferentes configurações morfológicas. Os resultados indicam que variações na espessura dos domínios afetam significativamente a dinâmica de éxcitons, reforçando a importância do controle morfológico como estratégia para mitigar perdas por aniquilação e favorecer o transporte de energia em sistemas orgânicos.