Polymères fonctionnalisés avec des chromophores pour des applications en photovoltaïque, photonique et médecine

Polymers functionalized with chromophores for applications in photovoltaics, photonics and medicine

• Auteur / Autrice : Aurel Diacon
• Direction : Piétrick Hudhomme, Corneliu Cincu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Angers
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Moltech Anjou, UMR CNRS 6200, UFR Sciences - Laboratory of macromolecular chemistry, University Politehnica of Bucarest, Calea Victoriei n° 149

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie de fluorescence

Cristaux photoniques

Fullerènes

Chimie de l'état solide

Thèses et écrits académiques

Photopiles

Résumé

La thèse intitulée "Polymères fonctionnalisés avec des chromophores pour des applications en photovoltaïque, photonique et médecine" est structurée en trois chapitres portant sur: a) l'obtention de chromophores et de nouveaux matériaux pour les cellules solaires à base de colorant; b) l'obtention de dérivés de fullerène C60 présentant une absorption élevée; c) l'obtention d'une plateforme permettant la fixation d'une antenne collectrice de lumière PDI-C60 intégrant un groupe fonctionnel libre réactif; d) l'obtention des cristaux photoniques polymères et leur utilisation dans la modification des émissions du colorant et la construction d'hétérostructures complexes intégrant ces colorants. Dans le premier chapitre sont présentés des nouveaux matériaux pour cellules solaires à base de colorant en vue de construire des cellules solaires à l'état solide en utilisant des polymères pour remplacer l'électrolyte liquide. Des stratégies pour améliorer l'efficacité des cellules en utilisant un colorant qui présente une meilleure capacité d'ancrage à la couche de TiO2, et l'utilisation des quantum dots particules pour l'augmentation du taux d'injection d'électrons ont été testées. Dans le deuxième chapitre est présentée l'obtention des nouvelles antennes collectrices de lumière à base de fullerène. Des adduits fullerènes phtalocyanine ont été obtenus et le transfert d'électrons a été prouvé par spectroscopie de fluorescence. Une dyade PDI-C60 a été attachée avec succès sur une chaîne de polymère pour augmenter la processabilité afin d'envisager des applications dans les cellules solaires organiques. Dans le troisième chapitre ont été analysées les propriétés optiques des cristaux photoniques et d'hétérostructures complexes modifiées aves des colorants.

The thesis entitled "Polymers functionalized with chromophores for applications in photovoltaics, photonics and medicine" is structured in three chapters dealing with: a) the obtaining of chromophores and new materials for dye-sensitized solar cells; b) the obtaining of new fullerene-C60 derivatives with increased absorption; c) the obtaining of a platform allowing the attachment of lightharvesting dyads PDI-C60 including a free functional group for further applied developments of which one consisting in grafting onto a polymeric chain for increased processability; d) the obtaining of polymer photonic crystals and the utilization in dye emission modification and the building of complex heterostructures with chemosensor capabilities. In the first chapter new materials for hybrid dye-sensitized solar cells are presented with the aim of constructing solid state solar cells using polymers to replace the liquid electrolyte. Furthermore, strategies for improving the cell efficiency by using a dye with better anchoring on the TiO2 layer capacity, and the use of quantum-dots particles for the increasing of the electron injection rate have been tested. In the second chapter the obtaining of new fullerene based light-harvesting antennas is presented. Fullerene-phthalocyanine adducts were obtained and electron transfer was proven through fluorescence spectroscopy. A PDI-C60 dyad was successfully attached onto a polymeric chain for increasing processability for applications in bulk-heterojunction solar cells. In the third chapter the optical properties and use as chemosensor of polymer photonic crystals and complex heterostructures modified with fluorescent dyes was investigated.