CELLULES PHOTOVOLTAÏQUES ORGANIQUES DÉRIVÉES DE NOUVEAUX SYSTÈMES CONJUGUÉS

Photovoltaic cells based on organic semi-conductors are a focus of increasing research effortmotivated by the possibility to realize large area, light-weight and low-cost flexible solar cells takingadvantage of the processability of organic materials. Besides environmental constraints and thepredictable exhausting of fossil energy resources, the strong renewal of interest for organic PVconversion has been boosted by the large improvement of the conversion efficiency of organic solarcells accomplished in recent years.The first part of this work consisted in elaborating a reliable experimental protocol allowing theevaluation of new organic semiconducting materials donors and acceptors intended for the realizationof solar cells of type heterojunction.. The realization of cells based on copper phthalocyanin (CuPc)and of C60, besides already described in the literature, allowed us to validate a set of protocols ofelaboration and characterization of the cells.These procedures were then applied to the evaluation of a series of acceptors derived ofperylene in cells containing the CuPc as the donor. This second stage allowed us to select twocompounds as model acceptors whom we used for the suite of this work.The third and last part of this work concerned the realization of heterojunctions base on newhybrid conjugated oligomeres derived of three basic structures: terthiophene, quaterthiophene, andquinquethiophene. We've first tried to establish correlations between the chemical structure of thedonors and some of the electric characteristics of the cells. Finally, the experiences of this systematicstudy contributed to the conception and to the synthesis of new star shaped oligothiophenes acting asdonor, by means of whom we were able to realize solar cells which appear among the most effectiveobtained until now from oligo- and from polythiophenes.Les cellules photovoltaïques (PV) basées sur les semi-conducteurs organiques font l'objet derecherches motivées par la possibilité de réaliser des cellules solaires de grand surface, flexibles,légères et bon marché, en profitant de la grande processabilité des matériaux organiques. Face auxcontraintes environnementales et à l'épuisement des ressources d'énergie fossile, le fort regaind'intérêt pour la conversion PV organique est en grande partie due à la formidable amélioration del'efficacité de conversion de cellules solaires organiques accomplies ces dix dernières années.Dans une première partie de ce travail, nous avons élaboré un protocole expérimental fiablepermettant l'évaluation de nouveaux matériaux semi-conducteurs organiques donneurs et accepteursen cellules solaires de type hétérojonction. La réalisation de cellules à base de phthalocyanine decuivre (CuPc) et de C60, par ailleurs déjà décrites dans la littérature, nous a permis de valider unensemble de protocoles d'élaboration et de caractérisation des cellules.Ces procédures ont été ensuite appliquées à l'évaluation d'une série d'accepteurs dérivés dupérylène dans des cellules comportant la CuPc comme donneur. Cette seconde étape nous a ainsipermis de sélectionner deux composés accepteurs modèles que nous avons utilisés pour la suite dece travail.La troisième et dernière partie de ce travail a porté sur la réalisation d'hétérojonctions à basede nouveaux oligomères conjugués hybrides dérivés de trois structures de base : terthiophène,quaterthiophène et quinquethiophène.Tout d'abord, nous avons cherché à établir de premièrescorrélations entre la structure chimique des donneurs et certaines des caractéristiques électriques descellules. Enfin, les acquis de cette étude systématique ont contribué à la conception et à la synthèsede nouveaux donneurs issus d'oligothiophènes à structure ramifiée à l‘aide desquels nous avons puréaliser des cellules de type hétérojonction qui figurent parmi les plus efficaces obtenues jusqu'àprésent à partir d'oligo- et de polythiophènes