Synthèse et caractérisation de matériaux organiques transporteurs de trous à base de carbazole : application aux cellules solaires DSSC solides et pérovskite

Ce travail de these a permis de concevoir, synthetiser et caracteriser de nouveaux verres moleculaires a base de carbazole pour la realisation de cellules solaires DSSC solide ou de type perovskite. Ces structures sont une alternative a la molecule de reference a base de spirobifluorene (Spiro-OMeTAD) utilisee majoritairement dans les dispositifs hybrides. Nous avons optimise une voie de synthese simple et rapide d’un « synthon carbazole » servant de precurseur a la conception d’une large variete de verres moleculaires transporteur de trous (HTM). Cette voie de synthese a ainsi permis de realiser une premiere generation de molecules possedant un unique synthon carbazole substitue par des groupements aryles (naphtalene, pyrene, triazatruxene) puis une seconde generation incorporant deux synthons carbazole separes par un espaceur alkyle. Dans les deux cas, les voies de synthese sont simples et les rendements de conversion d’energie generes en DSSC solides sont prometteurs (entre 2,22 et 2,47 % avec le colorant D102). Une etude preliminaire de vieillissement consistant a analyser la degradation en thermolyse et photolyse d’un film mince utilisant un HTM carbazole montre que ce dernier (Cz-P) possede une stabilite comparable au Spiro-OMeTAD en absence de dioxygene. Finalement, deux verres moleculaires ont ete etudies en cellules de type perovskite permettant d’atteindre des rendement de conversion de 13,08 % et 12,41 % (pour Cz-P et Cz-PF) quasi-identiques a ceux a base de Spiro-OMeTAD (13,45 %) confirmant que ces structures a base de synthon carbazole sont aussi de bons candidats pour la realisation de cellule perovskite performantes.