Polymères semi-conducteurs à faible largeur de bande interdite : de la synthèse au dispositif photovoltaïque organique
Langue Français
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Auteur : Biniek, Laure
Date de soutenance : 13-12-2010

Directeur(s) de thèse : Heiser, Thomas - Hadziioannou, Georges


Établissement de soutenance : Université de Strasbourg
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
 
Discipline : Chimie physique des polymères
Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie, Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : polymère semi-conducteur , cellules photovoltaïques organiques , hétérojonction , propriétés optoélectroniques , semiconducteurs à bande interdite étroite
Mots-clés :
  • Semiconducteurs à bande interdite étroite - Thèses et écrits académiques
  • Dispositifs optoélectroniques - Thèses et écrits académiques
  • Copolymères - Thèses et écrits académiques
  • Relations structure-activité - Thèses et écrits académiques
  • Effet photovoltaïque - Thèses et écrits académiques
Résumé : Les performances des cellules photovoltaïques organiques à hétérojonction volumique dépendent fortement des propriétés optoélectroniques du polymère semi-conducteur donneur d'électrons. Dans l'objectif d'améliorer le recouvrement avec le spectre solaire et donc la photogénération des charges, nous avons conçu et étudié toute une nouvelle famille de copolymères à faible bande interdite basés sur l'alternance d'unités thiophènes riches en électrons et 2,1,3-benzothiadiazoles pauvres en électrons. Nous avons également introduit une unité coplanaire, le thiéno[3,2-b]thiophène afin de favoriser un bon transport de charge. Pour faciliter la mise en œuvre des matériaux, nous avons greffé diverses chaînes alkyles solubilisantes sur le squelette conjugué. En faisant varier de façon méthodique un certain nombre de paramètres structuraux (nature et position des chaînes alkyles, longueur du bloc donneur, introduction de motifs plans), nous avons mis en évidence des relations entre la structure chimique et les propriétés optoélectroniques et photovoltaïques. La première partie de ce travail de thèse a consisté à synthétiser les différents monomères en utilisant les outils de la chimie organométallique. Les copolymères ont ensuite été obtenus par polycondensation par couplages organométalliques croisés. Dans la deuxième partie nous avons évalué les relations structures / propriétés à travers des caractérisations électrochimiques, optiques, structurales et de transport de charges. Nous avons finalement élaboré des cellules solaires à base de mélange copolymère: C60-PCBM et corrélé les paramètres physiques aux propriétés optoélectroniques ainsi qu à la structure des matériaux.
 
Type de contenu : Text
 
Entrepôt d'origine : Ressource locale
Identifiant : ecrin-ori-307287
Type de ressource : Thèse