Synthèse et formulation d'encres polymères pour couche active de cellules solaires organiques

Synthesis and formulation of polymer inks for the active layer of organic solar cells

• Auteur / Autrice : Laurie Parrenin
• Direction : Éric Cloutet, Georges Hadziioannou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Polymères
• Date : Soutenance le 14/10/2016
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Véronique Schmitt
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Véronique Schmitt, Élodie Bourgeat-Lami, Stéphanie Reynaud, Cyril Brochon, Eleni Pavlopoulou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Élodie Bourgeat-Lami, Stéphanie Reynaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Encre polymère

Copolymères séquencés

Nanoparticules

Cellules solaires organiques

Mots clés libres

Cellule solaire organique

PC71BM/PCDTBT

Nanoparticules

Copolymère à blocs

Dispersion

Miniemulsion

Nanoprécipitation

Organic solar cell

PC71BM/PCDTBT

Nanoparticles

Block copolymer

Dispersion

Miniemulsion

Nanoprecipitation

Résumé

La limitation de solvants toxiques halogénés dans les procédés de préparation de matériaux photoactifs est primordiale pour l’industrialisation des cellules solaires organiques. L’objectif de ce travail de thèse a été de préparer des nanoparticules composées de polymère π-conjugué (PCDTBT) et d’accepteur d’électron (PC71BM) dans l’eau ou en milieu alcool. Des particules composites (PCDTBT+ PC71BM) ontété synthétisées avec deux types de stabilisants : un tensio-actif anionique (SDS) et un copolymère à blocs P3HT-b-PEO, ainsi que sans stabilisant. L’intégration de ces nanoparticules dispersées en phase aqueuse dans la couche active de cellules solaires organiques a par exemple permis d’obtenir des rendements de l’ordre de1%.

The replacement of halogenated toxic solvents is fundamental in photoactive material processes to make the organic photovoltaic sector viable. Herein the use of nanoparticles made of π-conjugated polymer (PCDTBT) and electron-acceptor(PC71BM) was targeted in order to allow for instance the control of the phase separation between the two materials. Thus composite particles of PCDTBT and PC71BM have been synthesized using two kinds of stabilizers: an anionic surfactant (SDS) and a block copolymer P3HT-b-PEO, as well as without stabilizer. As an example such nanoparticles were integrated as active layer into photovoltaic device enabling a power conversion efficiency of 0.94% from aqueous based inks.