O óxido de índio estanho (ITO) é um semicondutor com alta condutividade elétrica e transparência no espectro visível, amplamente utilizado em aplicações ópticoeletrônicas. Em células solares orgânicas (OPVs), o ITO geralmente atua como o ânodo transparente por possuir alta função de trabalho. A eficiência desses dispositivos pode ser otimizada através da engenharia de superfície do eletrodo, mais especificamente com: i) ajuste fino da função trabalho em relação aos níveis de energia da camada doadora-aceitadora; ii) redução das barreiras de transporte de carga na interface; iii) proteção contra corrosão química. Uma abordagem promissora para realizar essas modificações sem comprometer as propriedades elétricas e ópticas do ITO, é com o crescimento de monocamadas automontadas (SAMs) sobre sua superfície. Nesse contexto, a função de trabalho do ITO é diretamente influenciada pelo momento de dipolo da molécula SAM, embora outros fatores, como orientação molecular, densidade de cobertura e modo de ancoragem, também desempenhem papéis cruciais. Diversos grupos de ancoragem podem ser utilizados para realizar a ligação com a superfície, mas dentre eles, os ácidos fosfônicos (PA) são relatados como tendo alta afinidade pela superfície do ITO. Neste estudo, foi utilizada a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) para avaliar como a SAMs de molécula de ácido (4-aminofenil)fosfônico influencia as propriedades eletrônicas do ITO. O procedimento consistiu na otimização de um slab da superfície hidroxilada de ITO com 10% de dopagem de Sn, seguida pela adsorção da molécula em diferentes sítios de superfície para formação de sistemas slab-molécula. As propriedades eletrônicas resultantes foram calculadas e as energias de adsorção e o impacto da SAM na função trabalho em cada sítio foram determinados. Esses resultados fornecem um modelo em desenvolvimento para compreender como o momento de dipolo molecular pode modular sistematicamente as propriedades do ITO, contribuindo para o design de eletrodos mais eficientes para dispositivos fotovoltaicos.
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Pedro Alves da Silva Autreto
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