Etude théorique des propriétés optoélectroniques de nouveaux matériaux π-conjugués à base de pyranylidène pour des applications en cellules solaires organiques.

Abstract

Les cellules solaires photovoltaïques organiques présentent des propriétés très intéressantes notamment dans leur flexibilité et la possibilité d'être réalisées avec de grandes surfaces. Au cours des dernières années, les cellules solaires organiques à hétérojonction (BHJ) et les cellules solaires sensibilisées à colorants (DSSC) ont connu d'énormes progrès dans la compréhension et le développement fondamentaux. Cependant leur stabilité et leur rendement doivent être considérablement améliorés. Ce travail de thèse de doctorat s'intéresse à l'étude théorique de nouveaux semi-conducteurs organiques π-conjugués dérivés de la Pyranylidène utilisables comme matériaux donneurs dans la couche active des cellules solaires organiques de type hétérojonction donneur/accepteur ou comme des sensibilisateurs potentiels pour les cellules solaires sensibilisées à des colorants (DSSC). Les méthodes quantiques de type DFT et TD-DFT ont été utilisées pour étudier les différentes propriétés structurales, électroniques, optiques et photovoltaïques des séries de molécules objets de notre travail. Les structures optimisées pour tous les colorants montrent qu'ils ont des conformations coplanaires similaires, ceci devrait améliorer le transfert d'électrons du donneur vers l'accepteur. Les gap énergétiques des différentes séries de molécules étudiées ont diminué d'une manière significative, présentent une meilleure absorption dans le domaine UV-visible avec un déplacement important vers le rouge montrant que ces classes de molécules à base de Pyranylidène sélectionnées pourraient être utilisées comme des candidats potentiels pour des cellules BHJ ou DSSC performantes.