Modélisation par dynamique moléculaire ab initio du transport des excitons et du transport thermique dans les semiconducteurs organiques pour la collecte d'énergie
Langue Français
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Auteur : Diarra, Cheick Oumar
Date de soutenance : 27-09-2024

Directeur(s) de thèse : Martin, Evelyne

Rapporteur(s) : Michelini, Fabienne - Goedecker, Stefan
Membre(s) du jury : Steveler, Émilie - Heiser, Thomas - Toumar, Alexandra

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
 
Discipline : Physique
Classification : Physique

Mots-clés libres : Dynamique de l’exciton, Semiconducteur organique, État excité singulet, Dynamique moléculaire ab intio (AIMD), Restricted Open-Shell Kohn-Sham (ROKS), Structure électronique, Longueur de diffusion de l’exciton, Temps de vie de l’exciton, Coefficient de diffusion de l’exciton, Polymère P3HT, Accepteur non-fullerène (NFA), O-IDTBR, Conductivité thermique, Conductance thermique d’interface, Photovoltaïque organique (OPV), Dynamique moléculaire d’approche à l’équilibre (AEMD)
Mots-clés :
  • Excitons
  • Dynamique moléculaire
  • Semiconducteurs organiques
Résumé : L'exciton joue un rôle clé dans le fonctionnement des cellules solaires organiques (OSCs). Comprendre sa dynamique dans les semiconducteurs organiques est essentiel, notamment pour améliorer la longueur de diffusion, une propriété déterminante pour la performance des hétérojonctions planaires, envisagées comme une alternative plus stable aux hétérojonctions en volume (BHJ). Dans la première partie de cette thèse, nous avons développé une approche méthodologique robuste et polyvalente pour évaluer la longueur de diffusion de l'exciton dans les semiconducteurs organiques. Cette approche, basée sur AIMD-ROKS, a été validée avec succès dans le cas du polymère P3HT. Elle a également été appliquée à l'accepteur NFA O-IDTBR, révélant des longueurs de diffusion prometteuses, mais encore insuffisantes pour les hétérojonctions planaires. Dans la deuxième partie de la thèse, le transfert de chaleur dans les semiconducteurs organiques a été exploré, élément crucial pour la performance des dispositifs thermoélectriques. Ces études se sont concentrées sur le P3HT, un matériau utilisé en thermoélectricité. Dans un premier temps, la conductivité thermique au sein des chaînes de P3HT a été étudiée, révélant l'influence de la longueur des chaînes de polymère. Ensuite, les transferts de chaleur entre ces chaînes ont également été examinés.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2024STRAD013
Type de ressource : Thèse