Matériaux et dispositifs électrochromes à base de NiO modifié en couches minces

Electrochromic properties of modified NiO thin films

• Auteur / Autrice : Hakim Moulki
• Direction : Aline Rougier, Guy Campet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physico-Chimie de la Matière Condensée
• Date : Soutenance le 07/06/2013
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (Pessac) - Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux / ICMCB
• Jury : Président / Présidente : Mario Maglione
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Aline Rougier, Guy Campet, Frédéric Le Cras, Karim Zaghib, Corinne Marcel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Le Cras, Karim Zaghib
• DOI : 10.70675/0345d992zcc60z4079zaea1zceb40c11e92f

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nickel -- Composés

Dispositifs électrochromiques

Lithium

Couches minces

Ions

Matériaux

Coloration

Mots clés libres

Oxyde de nickel modifié

Coloration neutre

Dispositifs électrochromes

Liquides ioniques non lithiés

Couches minces

Modified Nickel oxide

Neutral color

Electrochromic devices

Lithium free Ionic liquid

Thin films

Résumé

Ce travail de thèse a été réalisé dans le cadre du programme européen INNOSHADE, dont l’objectif était la réalisation de dispositifs électrochromes à coloration neutre. Cette coloration neutre est le résultat de l’association dans un même dispositif de la couleur marron de films à base d’oxyde de nickel avec celle bleue de films d’oxyde de tungstène ou de PEDOT. Nos recherches ont été orientées vers des films minces d’oxyde de nickel modifié contenant des ions nickel trivalent, alliant porosité et désordre structural. Deux techniques de dépôt ont été utilisées : l’ablation laser et le trempage-retrait (dip-coating). Des processus de coloration et de décoloration de ces films en milieux liquides ioniques hydrophobes lithiés et non lithiés, faisant intervenir la participation d’anions tels que TFSI-, ont été mis en évidence pour la première fois dans cette thèse. Les dispositifs tout solides correspondants présentent des efficacités optiques élevées et une bonne durabilité.

Electrochromic devices, ECDs, are able to change their optical properties under an applied voltage. In the framework of the European project INNOSHADE, the aim of the current work is the development of neutral color ECDs based on nickel oxide thin films as counter electrode. Ni3+ containing NiO thin films, called modified NiO thin films, were deposited both by Pulsed Laser Deposition and chemical route. When cycled in lithium based electrolyte, the comparison of the EC behavior of non-stoichiometric NiO thin films points out a higher electrochemical capacity associated with a larger optical contrast for the films synthesized by chemical route due in particular to a larger porosity. Highlighting a novel approach, herein we demonstrate faster kinetics for modified NiO thin films cycled in lithium ion free electrolyte and suggest the participation of anions. High electrochromic efficiency and nice durability of all-solid state devices associating modified NiO and WO3 or Poly(3,4 –ethylenedioxythiophene) PEDOT layers are reported.