Note ABES Systèmes composites organogélateurs/polymères semi-conducteurs : de la preuve conceptuelle aux matériaux nanostructurés pour l'électronique plastique Organogelators/semi-conducting polymers composites systems : from the conceptual proof to nanostructured materials for plastic electronic Organogélateurs Naphthalène diimide Auto-assemblage Nucléation hétérogène Polymère semi-conducteur Polymorphisme Cellule solaire organique Organogelators Naphthalene diimide Self-assembly Nucleation and growth Semi-conducting polymers Polymorphism Organic solar cells 541.34 Gélification Cellules solaires organiques Semiconducteurs polymères Nucléation L’amélioration des performances des dispositifs photovoltaïques organiques passe par le contrôle de la morphologie de leurs couches actives. Nous avons cherché à préparer une hétérojonction volumique donneur-accepteur nanostructurée en utilisant la nucléation hétérogène du poly (3-hexylthiophène) (P3HT, donneur) par des fibres d’organogélateurs à base de naphthalène diimide (NDI, accepteur). La première partie de ce travail présente l’étude des propriétés d’auto-assemblage d’organogélateurs à cœur NDI substitué par des groupements amides et des dendrons trialkoxyphényles. Nous avons évalué l’influence de la longueur de la chaîne flexible entre le cœur naphthalène et les groupements amides (2 liaisons C-C pour NDI2 et 4 pour NDI4) sur les propriétés physico-chimiques des organogélateurs. La seconde partie de ce travail met en évidence le polymorphisme du composé NDI2 en identifiant 4 polymorphes ainsi que leurs signatures optiques, spectroscopiques et structurales. Un diagramme de phase de l’état solide du NDI2 est proposé. La dernière partie de la thèse concerne l’élaboration de nano-composites donneur-accepteur entre les organogélateurs à cœur NDI et le P3HT. Le processus de formation en solution de ces nano-composites est analysé en suivant les cinétiques de cristallisation du P3HT par spectroscopie d’absorption UV-Visible et les morphologies obtenues (structures shish-kebab) par microscopie électronique en transmission. L’effet nucléant des organogélateurs sur le P3HT a été montré. Les études en cellules solaires des composés P3HT:PCBM : organogélateur ont prouvé que le rendement de conversion énergétique peut être augmenté en présence d’organogélateurs. Improving the performances of organic photovoltaic devices requires morphology control of the active layers. Highly nanostructured donor-acceptor bulk heterojunctions were prepared by heterogeneous nucleation of poly (3-hexylthiophene) (P3HT, donor) on naphthalene diimide organogelators fibers (NDI, acceptor). The first part of this work was dedicated to the self-assembly of NDI-core organogelators substituted by amide groups and trialkoxyphenyls dendrons. We evaluated the influence of the flexible chain between the naphthalene core and the amide groups (2 C-C bonds for NDI2 and 4 for NDI4) on the physico-chemical properties of the organogelators.The second part of this work focused on the polymorphism of NDI2 with identification of four different polymorphs with their optical, spectroscopic and structural signatures. A phase diagram of NDI2 in the solid state was determined. The last part of this manuscript concerns the fabrication of donor-acceptor nano-composites between NDI organogelators and P3HT. The formation process in solution of these nano-composites was analyzed by following the crystallization kinetics of P3HT by UV-Vis absorption spectroscopy and the thin film morphology (shish-kebab structures) by transmission electron microscopy. The nucleating effect of various organogelators on P3HT was demonstrated. Solar cells were made from the composites P3HT:PCBM : organogelator and their energetic conversion yield was shown to be increased in the presence of organogelators. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 12936456 Université de Strasbourg Strasbourg 2019-12-31 https://theses.hal.science/tel-02488941 application/pdf 12702392 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2018/DIEBOLD_Morgane_2018_ED182.pdf http://www.theses.fr/2018STRAE002/abes https://theses.hal.science/tel-02488941 https://theses.hal.science/tel-02488941 https://theses.hal.science/tel-02488941 Diebold Morgane 1990-10-29 FR 23581766X https://theses.fr/2018STRAE002 2018STRAE002 https://doi.org/10.70675/eb6b39bbzbacez4476z82a5zb16fd27e17d4 2018-01-15 Chimie physique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Brinkmann Martin MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 099061228 Mesini Philippe MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 02900893X Weiss Jean MADS_PRESIDENT_DU_JURY 078678080 Ludwigs Sabine MADS_RAPPORTEUR_1 182842045 Reiter Günter MADS_RAPPORTEUR_2 073340618 École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 156500019 Institut Charles Sadron (Strasbourg ; 1985-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 156774062 167 ddc:540 Brinkmann Martin Mesini Philippe Weiss Jean Ludwigs Sabine Reiter Günter École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) Institut Charles Sadron (Strasbourg) PDF 12936456 confidentialité 2018-01-15 2019-07-15 confidentialité 2018-01-15 2019-07-15 restriction 2018-01-15 2019-07-15 confidentialité 2018-01-15 2019-07-15 confidentialité 2018-01-15 2019-07-15