Synthèse et étude des propriétés électro-optiques des polyacétylènes di-substitués

• Auteur / Autrice : Chun-Hao Huang
• Direction : Chain-Shu Hsu, Thien-Phap Nguyen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique. Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Nantes en cotutelle avec Hsinchu
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et technologies de l'information et des matériaux (Nantes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photopiles

Diodes électroluminescentes

Polymères

Résumé

L'emploi des matériaux organiques et polymères comme films actifs dans les composants électroniques présentent des avantages définitifs tels que la légèreté, la large surface, les couleurs et le coût de production. L'objectif de cette thèse est d'examiner les potentialités d'un nouveau polymère, dérivé de polyace��tylène en vue de son utilisation dans les diodes électroluminescentes et les cellules photovoltaïques organiques. La première partie de la thèse est consacrée à la synthèse des polyacétylènes di-substitués avec du difluorophényle et du pentylcyclohéxyle (PDPA-2F). Les diodes électroluminescentes ont été réalisées et leurs performances mesurées. Un rendement de courant de 3,4 Cd/A et une luminance de 4230 cd/m2 ont été obtenue dans les structures ITO/PEDOT/PDPA-2Fcab/Ca/Al utilisant un copolymère de PDPA-2F avec du carbazole. Ces performances sont les meilleures obtenues jusqu'à maintenant avec les dérivés d'acétylène. Dans la deuxième partie, les cellules photovoltaïques utilisant les poly[(9,9-dimethylfluoren- 2-yl) acétylène] (PFA1), et poly[(1-pentyl-2-(9,9-dimethylfluoren-2-yl) acétylène) (PFA2) avec du PCBM ont été réalisées et caractérisées. Le rendement des cellules atteint 0,85% quand les films de polymère ont été déposés sur des substrats recouverts d'une couche d'oxyde de titane (TiO2). Dans la troisième partie, les mécanismes de piégeage dans les dispositifs électroluminescents ont été examinés par les mesures de caractéristiques courant-tension et de courant thermiquement stimulé. Les paramètres de pièges ont été déterminés et corrélés aux processus électriques dans les diodes.

The use of organic materials and polymers as active layers in electronic devices has definitively several advantages such as low weight, large surface, wide color range, and low production cost. The objective of thesis is to examine new derivatives of polyacetylene for their potential use in organic light emitting diodes (OLEDs) and organic photovoltaic cells (OPCs). The first part of the work is devoted to the description of synthesis technique of disubstituted polyacetylenes with difluorophenyl and pentylcyclohexyl side groups (PDPA-2F). The organic light emitting diodes were fabricated and their performances were measured. A ITO/PEDOT/PDPA-2Fcab/Ca/Al using a copolymer of PDPA-2F and carbazole group, revealed a maximum current efficiency of 3. 37 cd/A and a maximum luminescence of 4230 cd/m2. The result described above revealed the best performance of polyacetylene derivatives used as light emitting materials so far. In the second part, OPCs making use of poly[(9,9-dimethylfluoren- 2-yl)acetylene] (PFA1), et poly[(1-pentyl-2-(9,9-dimethylfluoren-2-yl) acetylene) (PFA2) blended with PCBM were realized and characterized. Their efficiency reached 0. 85% when the polymer films were deposited on ITO substrates coated with a thin titanium oxide (TiO2) layer. In the third part of the work, trapping processes in OLEDs were examined by current-voltage characteristic and thermally stimulated current measurements. The trap parameters were determined and correlated to the electrical processes in diodes.