Note ABES Accepteurs non-dérivés de fullerènes pour le photovoltaïque organique Non-fullerene acceptors for organic photovoltaics Accepteurs non dérivés de fullerènes Cellules solaires organiques Mélanges ternaires Photo-stabilité Non-fullerene acceptors Organic solar cells Ternary blends Photo-stability 531 Cellules solaires organiques Fullerènes Les accepteurs non dérivés de fullerènes (NFAs) ont attiré une attention particulière ces dernières années dans la fabrication des cellules solaires organiques (CSOs) à hétérojonction volumique, en raison de leurs propriétés structurelles et optoélectroniques facilement modulables par rapport aux dérivés de fullerènes. Dans ce contexte, nous avons mené une étude approfondie des propriétés optiques, du transport de charges, de la morphologie, des propriétés photovoltaïques et de la photo-stabilité sur trois types de NFA. Tout d’abord, l’étude de h-ITIC, ayant la moitié de la structure d’ITIC, a montré que la réduction de la conjugaison de la molécule était bénéfique pour la complémentarité d’absorption avec le donneur d’électrons à faible gap. Cependant, cela a fortement réduit la mobilité d’électrons dans le h-ITIC. Par conséquent, l’efficacité des CSOs à base de h-ITIC est très faible. De plus, les CSOs à base de h-ITIC montrent une photo-dégradation rapide de leurs performances. Ensuite, le NFA commercial à base d’IDT, EH-IDTBR, a été étudié. Les performances des CSOs à base de NFA étaient inférieures par rapport à celles à base de fullerène. Néanmoins, EH-IDTBR a amélioré considérablement la photo-stabilité des CSOs. Ici, l’approche ternaire ne permettait pas d’optimiser les performances des CSOs et le meilleur compromis efficacité/photo-stabilité est obtenu avec le mélange binaire à base de EH-IDTBR. Enfin, une famille de NFAs originale à base de BODIPY, appelée BTT, a été étudiée. Les BTTs ont démontré des propriétés optoélectroniques intéressantes permettant d’atteindre des efficacités encourageantes proches de 6 % en mélange avec le PM6. Non-fullerene acceptors (NFAs) have attracted particular attention in recent years in the fabrication of bulk heterojunction organic solar cells (OSCs), due to their easily scalable structural and optoelectronic properties compared to fullerene derivatives. In this context, we have conducted an in-depth study of optical properties, charge transport, morphology, photovoltaic properties and photo-stability on three types of NFAs. First, the study of h-ITIC, having half the structure of ITIC, showed that reducing the conjugation of the molecule was beneficial for the absorption complementarity with the low-gap electron donor. However, this greatly reduced the electron mobility in h-ITIC. Therefore, the efficiency of h-ITIC based CSOs is very low. In addition, the h-ITIC-based CSOs show rapid photo degradation in performance. Next, the commercial IDT-based NFA, EH-IDTBR, was studied. The performance of NFA-based CSOs was inferior compared to fullerene-based CSOs. Nevertheless, EH-IDTBR significantly improved the photo-stability of the CSOs. Here, the ternary approach did not optimize the performance of the CSOs and the best efficiency/photo-stability compromise is obtained with the EH-IDTBR-based binary mixture. Finally, a novel family of BODIPY-based NFAs, called BTTs, was studied. The BTTs have shown interesting optoelectronic properties allowing to reach encouraging efficiencies close to 6% in mixture with PM6. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 23293465 Université de Strasbourg Strasbourg 2023-12-31 https://theses.hal.science/tel-05132883 application/pdf 8908315 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2022/LABIOD_Amina_2022_ED269.pdf http://www.theses.fr/2022STRAD022/abes https://theses.hal.science/tel-05132883 https://theses.hal.science/tel-05132883 https://theses.hal.science/tel-05132883 Labiod Amina 1992-02-04 FR 268159068 02VEHR01AT1 21821132 4200020 https://theses.fr/2022STRAD022 2022STRAD022 https://doi.org/10.70675/1e73fdc2za547z493dzb9bfz7c6e96d620a8 2022-05-17 Physique et technologie des composants Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Lévêque Patrick MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 233571205 Ulrich Gilles MADS_PRESIDENT_DU_JURY 152077057 152077057 Berson Solenn MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 122947835 Vignau Laurence MADS_RAPPORTEUR_1 148104649 148104649 Ratier Bernard MADS_RAPPORTEUR_2 08768361X École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 269 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 260728 176969721 ddc:530 Leveque Patrick Ulrich Gilles Berson Solenn Vignau Laurence Ratier Bernard École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) PDF 23293465 confidentialité 2022-05-17 2025-05-17 confidentialité 2022-05-17 2025-05-17 restriction 2022-05-17 2025-05-17 confidentialité 2022-05-17 2025-05-17 confidentialité 2022-05-17 2025-05-17