Study of optical and electronic transport properties of some thin films (based on conjugated polymers) for organic solar cell applications

Compte tenu de la crise énergétique mondiale et de la volonté de protéger la planète en réduisant les émissions de dioxyde de carbone et l'effet de serre, le remplacement des sources d'énergie conventionnelles par des sources non-conventionnelles prime, tant dans le domaine technologique, ainsi que dans celui de la recherche scientifique. Axée principalement sur l'énergie solaire, la thèse présente des notions approfondies sur les processus physiques et les phénomènes sous-jacents à la conversion de l'énergie solaire en électricité, par exemple,l'effet photovoltaïque ou les phénomènes de transport de charges électriques dans un matériau organique semi-conducteur. L'étude expérimentale est basée sur l'investigation de couches minces de polymères conjugués (P3HT et PBDBT-SF) déposé par centrifugation sur des substrats en verre ou en oxyde d’indium dopé à l'étain (ITO), sous diverses formes et structures: monocouche, mélangé avec des fullerènes (PCBM) et des non-fullerènes (IT-4F), ou chimiquement sensibilisé par chlorure de fer. Les structures ont été caractérisées optiquement (spectrophotométrie et ellipsométrie), structurellement (diffractométrie aux rayons X, spectroscopie aux rayons X), morphologique (microscopie à force atomique) et électrique (extraction des charges électriques par augmentation linéaire de la tension - CELIV). Les objectifs de cette étude sont de mettre en évidence les propriétés du polymère PBDB-T-SF par rapport au P3HT et de comprendre les relations entre les propriétés physiques possédées dans différentes structures, d'identifier les limites et les possibilités de son amélioration afin d'augmenter l'efficacité d'une cellule solaire.

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Laboratoire de Photonique d'Angers / LPHIA