Synthèse et étude de matériaux moléculaires pour application photovoltaïque

Ce travail fait partie d'un projet finance par l'ANR et dedie a la realisation de cellules photovoltaiques organiques. Nous proposons ici l'utilisation de complexes bis-dithiolene comme candidats potentiels pour la conception de nouveaux materiaux absorbant fortement la lumiere solaire dans le proche infrarouge. Notre objectif est de greffer ces complexes (accepteurs d'electrons) sur des polymeres (donneurs d'electrons) synthetises par notre partenaire bordelais, du Laboratoire de Chimie des Polymeres Organiques (LCPO), afin d'obtenir des melanges intimes donneur-accepteur et d'optimiser deux parametres essentiels : la morphologie du melange et le spectre d'absorption de la couche active. Pour cela, la fonctionnalisation de ces complexes est une etape incontournable pour les greffer sur les polymeres. Les syntheses et les caracteristiques de complexes dissymetriques thioalkyles sont decrites. Parmi ces complexes, les molecules C1b et C1c, contiennent une seule chaine thioalkyle fonctionnalisee [SR = C6H12OH et SR = C5H10NHBOC] permettant leur greffage sur un squelette polymere donneur (collaboration avec le LCPO). Des etudes de photoluminescence realisees en solution montrent qu'un transfert d'energie photo-induit s'etablit entre le polymere et le complexe bis-dithiolene ainsi greffe qui agit donc comme accepteur potentiel. Neanmoins, les premiers tests sur cellule prototype semblent indiquer le role isolant des chaines alkyles qui s'opposent au transfert de charges en film mince. Afin de favoriser ulterieurement les transferts electroniques avec le polymere donneur, nous avons decide de poursuivre ce travail en utilisant des complexes sur lesquels nous avons introduit des noyaux phenyles en peripherie du cœur bis-dithiolene. Plusieurs voies synthetiques ont ete developpees, parmi lesquelles la reaction de metathese s'est revelee la plus efficace. Les resultats montrent que l'on peut ainsi obtenir des complexes absorbant entre 800 et 1010 nm et les analyses electrochimiques permettent d'evaluer leurs niveaux HOMO et LUMO. Nous montrons en outre qu'il est possible de predire les caracteristiques electroniques du complexe vise, connaissant celles de molecules impliquees dans la metathese.