Matériaux organiques à base de Thiénopyrazine pour des applications en optoélectronique

Abstract

Les cellules solaires de type BHJ ou sensibilisées par des colorants (DSSC) sont considérées aujourd’hui comme une technologie photovoltaïque économiquement viable. Malgré les nombreuses études réalisées dans ce domaine, le rendement de photo-conversion n’a toujours pas dépassé 12% avec ce type de cellules. L'objectif de ce travail est l’étude des propriétés des matériaux moléculaires π-conjugués à base de thiénopyrazine en vue de leurs applications comme cellules solaires organiques (de type BHJ) ou sensibilisées par des colorants (de type DSSC). Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés donc à l’étude structurale et électronique par l’utilisation des méthodes de la chimie quantique DFT et TD-DFT, dans l’objectif ; d’une part de s’impliquer dans des études prédictives destinées à modéliser les propriétés optiques et électroniques de différents enchaînements conjugués à base de thiénopyrazine afin de sélectionner, avant toute étape de synthèse, les meilleurs fragments à inclure pour des propriétés optimisées ; d’autre part, d’évaluer en spectroscopie électronique les propriétés d’absorption, d’émission, photoélectronique UV et photovoltaïque. La conception et la caractérisation expérimentales de certains composés étudiés dans ce travail ont permis de valider le protocole théorique choisi ouvrant la voie à une optimisation DFT d’une panoplie de matériaux moléculaires à base de thiénopyrazine et dérivés qui pourraient être utiliser dans le domaine des cellules solaires organiques (BHJ ou DSSC).