Structure, morphology and performance relationships of organic photovoltaic devices : the block copolymer approach

• Main Author: Deribew, Dargie Hailu
• Language: English
• Published: Université Sciences et Technologies - Bordeaux I 2013
• Subjects: [CHIM:OTHE] Chemical Sciences/Other; [CHIM:OTHE] Chimie/Autre; [SPI:OTHER] Engineering Sciences/Other; [SPI:OTHER] Sciences de l'ingénieur/Autre; Morphologie; Séparation de phase; Diagramme de phase; Agent de nucléation; Agent compatibilisant; Efficacité de conversion de puissance; Durée de vie de dispositif
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01055312; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/01/05/53/12/PDF/DERIBEW_DARGIE_HAILU_2013_CORR.pdf

Ce travail se focalise sur l'étude de cellules solaires organiques modèles basées sur le mélange de poly(3-hexylthiophène) (P3HT) et de l'ester méthylique de l'acide [6,6]-phényl C61 butyrique (PCBM). La corrélation entre la morphologie de la couche active, les paramètres de mises en œuvre et le rendement photovoltaïque a été soigneusement étudiée afin d'obtenir l'optimisation de l'efficacité de tels dispositifs. Une méthode originale pour contrôler la séparation de phases dans ces mélanges a été proposée et consiste à l'intégration de copolymères blocs comme additifs. Trois copolymères séquencés ont été utilisés en tant qu'agents de nanostructuration et/ou d'agents de nucléation. Il a notamment été montré que l'incorporation de P3HT-b-PI permet l'augmentation du nombre de cristallites de P3HT tout en limitant l'agglomération du PCBM. D'autre part, l'incorporation de P3HT-b-P4VP dans les mélanges de P3HT:PCBM a permis de contrôler l'orientation des cristallites de P3HT, améliorant par ce fait le transport de charge dans les dispositifs.