Modelos Moleculares para Fotovoltaica Orgânica

• Processo: 18/22948-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 23 de março de 2019
• Data de Término da vigência: 25 de janeiro de 2020
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
• Pesquisador responsável: Márcio Teixeira do Nascimento Varella
• Beneficiário: Márcio Teixeira do Nascimento Varella
• Pesquisador Anfitrião: Mario Cesar Barbatti
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Aix-Marseille Université (AMU), França
• Assunto(s): Fotofísica Simulação de dinâmica molecular Células solares Estado excitado
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Agregados moleculares | Células Solares | Density Functional Tight Binding | Dinâmica Molecular | estados excitados | Surface hopping | Fotofísica

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.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

VARELLA, MARCIO T. DO N.; STOJANOVIC, LJILJANA; VUONG, VAN QUAN; IRLE, STEPHAN; NIEHAUS, THOMAS A.; BARBATTI, MARIO. How the Size and Density of Charge-Transfer Excitons Depend on Heterojunction's Architecture. Journal of Physical Chemistry C, v. 125, n. 10, p. 5458-5474, MAR 18 2021. (18/22948-0)