Thèse soutenue

Conception, modélisation et nanostructuration de nouveaux dérivés du P3HT et composites pour la photoconversion
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Auteur / Autrice : Dalila Khlaifia
Direction : Jean-Luc DuvailKamel Alimi
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 19/10/2016
Etablissement(s) : Nantes en cotutelle avec Université de Monastir (Tunisie)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
Partenaire(s) de recherche : COMUE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
Laboratoire : Institut des Matériaux Jean Rouxel (Nantes)
Jury : Président / Présidente : Larbi Sfaxi
Rapporteurs / Rapporteuses : Larbi Sfaxi, Renaud Demadrille

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Mots clés libres

Résumé

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Ce travail de thèse s’inscrit dans le domaine en plein essor de l’Electronique Organique et Imprimée dont les domaines d’applications sont nombreux. Concernant la couche photoactive pour les dispositifs photovoltaïques, deux axes de recherche sont très actifs: (i) la conception de nouvelles molécules/polymères possédant des caractéristiques structurales et optoélectroniques améliorées (ii) la nanostructuration et l’hybridation de ces matériaux. Dans ce contexte, une première étude par modélisation a permis d’établir la relation entre structure et propriétés optiques des oligomères du 3-hexylthiophène (3HT) ainsi que celles du polymère P3HT par la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), en s’appuyant sur une étude expérimentale récente de la littérature. Dans la seconde étude, de nouvelles molécules ont été modélisées à une fin de photoconversion améliorée via une stratégie de réseaux interpénétrés. Le comportement donneur-accepteur a été évalué pour six molécules à base d’entités 3HT couplées à diverses entités moléculaires puis associées au dérivé du fullerène PC61BM. L’objectif poursuivi est double : accroitre la gamme spectrale d’absorption et ajuster les niveaux d’énergie avec ceux du PC61BM. Parallèlement, une étude expérimentale de nanofibres composites P3HT-SWNT (nanotubes de carbone mono-parois) a été menée. Les effets de la nanostructuration par méthode template sur la structure et les propriétés optiques ont été déterminés, d’une part pour le P3HT regio-régulier, d’autre part pour le composite P3HT-SWNT. Une organisation remarquable des SWNT induite par l’orientation préférentielle des chaînes de P3HT dans les nanofibres a en particulier été obtenue.