Thèse soutenue

Nouveaux copolymères donneur-accepteur : préparation, caractérisation physico-chimique et application des cellules photovoltaïques organiques
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Auteur / Autrice : Chiara Ottone
Direction : Saïd SadkiAdam Pron
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 26/10/2012
Etablissement(s) : Grenoble
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Structures et Propriétés d'Architectures Moléculaires
Jury : Président / Présidente : Bernard Geffroy
Examinateurs / Examinatrices : Saïd Sadki, Adam Pron, Valerie Alain-rizzo, Remi De bettignies
Rapporteurs / Rapporteuses : Delphine Felder-flesch, Guy Louarn

Résumé

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Ce travail de thèse concerne l'élaboration de nouveaux copolymères à faible bande interdite de type « push-pull », constitués par une unité donneuse d'électrons (push) et une unité acceptrice d'électrons (pull) en modulant les relations structures-propriétés par stratégie de synthèse. Des copolymères constitués par des unités acceptrices d'électrons (dérivées du benzothiadiazole ou du thienopyrrolodione) et donneuses d'électrons (3,6-carbazole, 2,7-carbazole, dialkoxybezodithiophène) ont été obtenus par différentes méthodes de couplage carbone carbone (C-C). Des études physico-chimiques par des techniques de spectroscopie (UV-visible), d'électrochimie (voltampérométrie cyclique), de diffraction de rayon X et d'analyses thermogravimétriques ont été utilisées pour élucider les propriétés fondamentales des copolymères pour des applications dans le domaine du photovoltaïque organique. Des études de RPE sous éclairement couplées avec de la simulation théorique ont permis l'étude des différents transferts électroniques dans les copolymères push-pull en mélange avec deux types de matériaux accepteurs d'électrons (le PCBM et les nanocristaux de CuInS2). Des calculs de DFT ont mis en évidence une bonne corrélation avec les résultats expérimentaux. Des tests préliminaires en hétérojonctions volumiques sur les (co)polymères ont étés réalisés mettant en évidence les facteurs clés limitant les performances des dispositifs de photovoltaïques organiques.