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Modelos moleculares para fotovoltaica orgânica

Processo: 18/22948-0
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Pesquisa
Vigência (Início): 23 de março de 2019
Vigência (Término): 25 de janeiro de 2020
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
Pesquisador responsável:Márcio Teixeira do Nascimento Varella
Beneficiário:Márcio Teixeira do Nascimento Varella
Anfitrião: Mario Cesar Barbatti
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Local de pesquisa : Aix-Marseille Université (AMU), França  
Assunto(s):Fotofísica   Simulação de dinâmica molecular   Células solares   Estado excitado

Resumo

A Proposta se volta a viabilizar um ano sabático do Responsável, que tem o intento de diversificar suas linhas de pesquisa. A ideia é desenvolver modelos moleculares relevantes à fotovoltaica orgânica, e ganhar experiência com técnicas computacionais de ponta, voltadas à estrutura eletrônica e dinâmica não adiabática de estados excitados, co-desenvolvidas pelo Prof. Mario Barbatti, anfitrião da visita à Universidade de Aix-Marseille (França). Os objetivos científicos são: (i) Estudar a dinâmica não adiabática dos estados excitados de modelos moleculares representativos dos copolímeros utilizados em fotocélulas de alta eficiência, empregando técnicas de surface hopping. (ii) Explorar o espectro de estados excitados de interfaces copolímero:fulereno em busca de mecanismos moleculares para a maior eficiência dos dispositivos baseados em copolímeros construídos a partir de trímeros de tiofeno, em relação aos construídos a partir de monômeros de tiofeno. (iii) Implementar um modelo de éxcitons de Frenkel interagindo segundo o modelo de Förster, passo inicial realista para futuros modelos mais sofisticados, que descreverão os acoplamentos inter-monômero de forma mais precisa e incorporarão a dinâmica não adiabática. Esses estudos utilizarão, em primeira mão, técnicas computacionais recém implementadas, em particular gradientes analíticos para o método density functional tight-binding dependente do tempo com correções de longo alcance, cruciais aos objetivos (i) e (ii). O Prof. Mario Barbatti tem liderança internacionalmente reconhecida em processos moleculares foto-induzidos e dinâmica não adiabática. A Universidade Aix-Marseille propiciará ótimo ambiente para o desenvolvimento do projeto, pois em seu corpo docente há líderes de grupos, teóricos e experimentais, trabalhando em áreas estreitamente correlatas.