Dissertação
{en_GB=Semiconductor Triplet Sensitizer for Triplet Fusion Upconversion: Photoexcited carriers in thin-film organolead-halide perovskite driving triplet formation and photon upconversion in rubrene} {} EVALUATED
{pt=Os sistemas de upconversion por fusão de tripletos são baseados em cromofóros capazes de converter fotões de baixas para altas energias. A absorpção da luz é feito por um sensitizer que direcciona a energia para uma espécie conversora (emitter). Porém, o carácter excitónico dos sensitizers usuais torna difícil a concentração de energia necessária para tornar o processo de fusão eficiente. Investigámos a aplicação de perovskites não-excitónicos como sensitizers para ultrapassar esta dificuldade. Com base em literatura precedente, examinámos primeiro MAPSI, variante 2-dimensional do genérico MAPI. Alguns dos resultados mencionados na literatura foram reproduzidos, porém colocamos em questão algumas das reivindicação acerca dos mecanismos. Focando-nos em filmes-finos de MAPI, descobrimos que são realmente capazes de gerar tripletos numa camada aceitadora (rubreno) desencadeando upconversion, observada por fotoluminescência. A efficiência interna de upconversion é baixa, aproximadamente 0.03%. Resultados de modelação mostram que a causa principal para este valor é a pequena fracção de cargas geradas no MAPI que são convertidas para tripletos. Das cargas que são convertidas em tripletos, a eficiênciade de fusão é alta (até 35%), visto que a formação de tripletos acontece numa interface bidimensional, gerando altas densidades e fusão eficiente. Caso seja possível melhorar a geração de tripletos, o que requere uma investigação do seu mecanismo e optimizações (e.g. espessura das camadas), o sistema de upconversion pode tornar-se muito eficiente, preconizando o uso de perovskites como condutores de energia para processos excitónicos em diversas aplicações optoelectrónicas., en=Sensitized triplet-fusion upconverters are photonic systems based on chromophores capable of converting low energy photons to higher energy photons. A sensitizer absorbs the light and funnels it to an upconverting species. Usual sensitizers are excitonic, obstructing high densities of absorbed energy, necessary for efficient triplet-fusion. Non-excitonic halide perovskite was investigated as sensitizer to address this issue. Based on literature precedence, we first examined MAPSI, a 2-dimensional variation of generic methylammonium lead halide perovkite (MAPI). Literature results were broadly reproduced, but we formed a critical view of the mechanistic process presented in literature. Focusing on MAPI layers, we found it could indeed sensitize the triplet-acceptor overlayer (rubrene) and generate photon upconversion, observed by photoluminescence techniques. The internal upconversion efficiency was low, approximately 0.03%. Modelling shows that the primary factor behind this low efficiency is the low proportion of charge carriers diffusing within MAPI that are converted to triplet excitons. Of the carriers that do form triplets, the TF efficiency is high (up to 35%), since triplets are generated at a planar interface giving high density supporting efficient fusion. If triplet generation can be increased, which entails an investigation into its mechanism and optimizations (e.g. film thickness), the system can become very efficient upconverter, portending the use of perovskites as energy funnels for excitonic processes in several optoelectronic applications.}
abril 24, 2019, 17:0
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