Synthèse de semi-conducteurs organiques pour des applications en thermoélectricité

Synthesis of organic semiconductors for thermoelectricity applications

• Auteur / Autrice : Pablo Durand
• Direction : Nicolas Leclerc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des polymères - chimie des matériaux
• Date : Soutenance le 03/12/2021
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Renaud Demadrille
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Lydia Sosa Vargas
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : David Beljonne, Clément Cabanetos

Mots clés

Mots clés contrôlés

Semiconducteurs -- Dopage

Thermoélectricité

Synthèse (chimie)

Semiconducteurs organiques

Mots clés libres

Thermoélectricité

Semi-conducteurs organiques

Dopage

Chaines latérales

PBTTT

Thermoelectricity

Organic semiconductors

Doping

Side chains

PBTTT

Résumé

Le dopage des polymères semi-conducteurs repose sur l’introduction de quantités stœchiométriques de contre-ions dans le matériau. Récemment, l’utilisation de chaines polaires de type OEG, en remplacement des chaînes alkyles, a permis une augmentation des taux de dopage et donc une amélioration des propriétés thermoélectriques des matériaux. Dans cette thèse, nous proposons l’utilisation de chaines latérales de type éther, moins polaires que les chaines OEG, mais plus stables et de structures mieux définies. Une série de PBTTT possédant des chaines latérales de type éther a été synthétisée. En faisant varier la position de cette fonction, son influence sur les propriétés structurelles a été évaluée par DRX, TEM et spectroscopie UV-Vis-NIR polarisée. Ces analyses ont permis d’expliquer en partie la nette amélioration des propriétés thermoélectriques observées sur ces matériaux.

The doping of semiconductor polymers is based on the introduction of stoichiometric quantities of counter ions in the material. Recently, the use of polar OEG chains, replacing alkyl chains, has allowed an increase in the doping rates and thus an improvement of the thermoelectric properties of the materials. In this thesis, we propose the use of ether type side chains, less polar than OEG chains, but more stable and with better defined structures. A series of PBTTTs with ether side chains have been synthesized. By varying the position of this function, its influence on the structural properties was evaluated by DRX, TEM and polarized UV-Vis-NIR spectroscopy. These analyses have helped to explain in part the clear improvement of the thermoelectric properties observed on these materials.