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Vuong, Thi Minh Ha. Synthèse et étude de matériaux moléculaires pour application photovoltaïque

Vuong, Thi Minh Ha (2012). Synthèse et étude de matériaux moléculaires pour application photovoltaïque.

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Résumé en francais

Ce travail fait partie d'un projet financé par l'ANR et dédié à la réalisation de cellules photovoltaïques organiques. Nous proposons ici l'utilisation de complexes bis-dithiolène comme candidats potentiels pour la conception de nouveaux matériaux absorbant fortement la lumière solaire dans le proche infrarouge. Notre objectif est de greffer ces complexes (accepteurs d'électrons) sur des polymères (donneurs d'électrons) synthétisés par notre partenaire bordelais, du Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (LCPO), afin d'obtenir des mélanges intimes donneur-accepteur et d'optimiser deux paramètres essentiels : la morphologie du mélange et le spectre d'absorption de la couche active. Pour cela, la fonctionnalisation de ces complexes est une étape incontournable pour les greffer sur les polymères. Les synthèses et les caractéristiques de complexes dissymétriques thioalkylés sont décrites. Parmi ces complexes, les molécules C1b et C1c, contiennent une seule chaîne thioalkyle fonctionnalisée [SR = C6H12OH et SR = C5H10NHBOC] permettant leur greffage sur un squelette polymère donneur (collaboration avec le LCPO). Des études de photoluminescence réalisées en solution montrent qu'un transfert d'énergie photo-induit s'établit entre le polymère et le complexe bis-dithiolène ainsi greffé qui agit donc comme accepteur potentiel. Néanmoins, les premiers tests sur cellule prototype semblent indiquer le rôle isolant des chaînes alkyles qui s'opposent au transfert de charges en film mince. Afin de favoriser ultérieurement les transferts électroniques avec le polymère donneur, nous avons décidé de poursuivre ce travail en utilisant des complexes sur lesquels nous avons introduit des noyaux phényles en périphérie du cœur bis-dithiolène. Plusieurs voies synthétiques ont été développées, parmi lesquelles la réaction de métathèse s'est révélée la plus efficace. Les résultats montrent que l'on peut ainsi obtenir des complexes absorbant entre 800 et 1010 nm et les analyses électrochimiques permettent d'évaluer leurs niveaux HOMO et LUMO. Nous montrons en outre qu'il est possible de prédire les caractéristiques électroniques du complexe visé, connaissant celles de molécules impliquées dans la métathèse.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Moineau-Chane Ching, Kathleen
Garreau de Bonneval, Bénédicte
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire de Chimie de Coordination (LCC), UPR 8241
Mots-clés libres :Complexes de nickel bis-dithiolène - Forte absorption dans la région proche IR - Hétéroleptique - Mtathèse - Photovoltaïque organique
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :28 Apr 2014 15:22