In this work it is explored the use of two mixed organic dyes, Kremer Blue (Kb) and Coumarin 7 (C7), to design optical filters for applications in the P 3HT : P C 61 BM Or- ganic Photovoltaic device. The use of the filter was intended to increase the External Quantum Efficiency of the device by means of the Luminescent Down-Shifting (LDS) effect, at the same time that is expected to be used for preventing fast UV degradation of the solar cell. It was found that the sample Kb 92.5 C7 7.5 dissolved in a PMMA solu- tion (3 mg/mL) has a PLQY of 93.6%, the highest value obtained in the optimization process. Figures of merit of this material, accompanied by simulations of the EQE us- ing the Rothemund model reveal that this sample would contribute to an increment of 19.8% in the photo-generated current of the device. The I-V characteristic curve was measured for eight devices and the average change in current density obtained was 18.6%. Time-resolved PL results show a decrease in the lifetime of samples with different con- centrations of C7, compared to the lifetime of single Kb samples. This result suggest that exist an energy transfer process, presumably mediated by a Föster mechanism. The photo-generated current was measured upon solar exposure, with and without the LDS filter, for non encapsulated devices. It was found that during the first 3 hours of solar exposure, the samples with the LDS filter present higher photo-generated current values when compared to devices without the filter. However, upon longer exposure, a rapid drop in the generated current for both devices (with and without filter) was observed. Although increments in the photo-generated current were achieved by means of the LDS filter, further improvements are needed in order to enhance the lifetime of the device.

Nas últimas décadas houve um grande aumento na pesquisa em dispositivos fotovoltaicos orgânicos, principalmente por proporcionarem uma alternativa de baixo custo para geração de energia elétrica. Entretanto, ao comparar células solares orgânicas com as inorgânicas mais tradicionais, é visto que a eficiência e a durabilidade ainda deixam a desejar. O objetivo desta tese é utilizar uma camada que contenha materiais luminescentes para aumentar a eficiência e a durabilidade de dispositivos fotovoltaicos orgânicos, através de um processo puramente óptico baseado no efeito de deslocamento da fotoluminescência (PL) para menores energias – do inglês luminescence down-shifting effect (LDS). Os materiais luminescentes, tanto individualmente quanto misturados, foram dispersos em uma matriz polimérica de PMMA, a qual é opticamente inerte para comprimentos de onda maiores que 300 nm. A escolha dos materiais foi baseada na posição de seus espectros de absorbância e de PL, considerando a curva de eficiência quântica externa (EQE) do dispositivo. Em um primeiro momento, o uso de camadas contendo misturas de materiais luminescentes levaram a um aumento relativo de aproximadamente 600% no tempo de vida da célula fotovoltaica, sem no entanto produzir um aumento significativo na eficiência da mesma. Foi então realizado um trabalho experimental de variação dos parâmetros de produção das camadas luminescentes, no sentido de aprimorar suas propriedades ópticas visando ao aumento da eficiência dos dispositivos. Com isso, foi possível obter uma camada que proporcionou um aumento relativo de 20% na densidade de corrente de curto circuito produzida pela célula, um resultado bastante satisfatório quando comparado com trabalhos anteriores.