La première partie de cette thèse consiste à une caractérisation physique d'un nouveau cristal liquide colonnaire, qui a été synthétisé au laboratoire CRPP à Bordeaux. Les cristaux liquides colonnaires sont prometteurs pour une application aux cellules solaires organiques parce que leurs molécules peuvent s'organiser sous forme de colonnes. La mobilité des charges et la longueur de diffusion des excitons, qui sont des paramètres importants dans le rendement des cellules, sont susceptibles d'être augmentées. La mobilité des charges a été mesurée par la technique de temps de vol (TDV) dans la direction parallèle et perpendiculaire aux colonnes, correspondant respectivement à une orientation homéotrope et planaire. Sa valeur pour l'alignement planaire était de l'ordre de 10-4 cm2.V-1.s-1 et la valeur de la mobilité dans le cas homéotrope était jusqu'à 10 fois plus élevée.
Dans la deuxième partie de la thèse, l'effet de la plasmonique sur le rendement d'une cellule solaire organique à base deP3HT: PCBM a été étudiée. L'utilisation de nanoparticules métalliques dans la cellule solaire peut conduire à l'amélioration de son rendement d'absorption. Des nanoparticules d'or de 30nm(AuNPs) ont été déposées sur l'électrode transparente d'oxyde d'indium-étain (ITO) et des couches de PEDOT: PSS etP3HT: PCBM ont été déposées sur le dessus d'ITO. Les échantillons ont été complétés par l'évaporation de 100nm d'argent. Les résultats ont montré que pour une concentration élevée de nanoparticules d'or, le rendement de conversion en puissance(PCE) a diminué d'environ 87%. Pour des concentrations plus faibles (8/µm2) l'effet des AuNPs sur le PCE de la cellule a commencé à être positif.
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The first part of this thesis consists of a physical characterization of a new columnar liquid crystal which was synthesized in CRPP in Bordeaux. Columnar liquid crystals are promising for organic solar cell applications because their molecules can arrange in columns. Charge carrier mobility and exciton diffusion length, which are important parameters for solar cell efficiency, are expected to be enhanced. The mobility of charge carriers was measured with time of flight (TOF) technique in the direction parallel and perpendicular to the columns, corresponding to homeotropic and planar orientation, respectively. Its value in planar alignment was on the order of 10-4 cm2.V-1.s-1 and the value of mobility in homeotropic case was up to 10 times higher. Different issues affecting these measurements are reviewed and discussed.
In the second part, the effect of plasmonics on the efficiency of P3HT:PCBM organic solar cell was studied. Implementing metallic nanoparticles in the solar cell may result in the enhancement of absorption efficiency of solar cell. 30nm gold nanoparticles (AuNPs) were deposited on the transparent electrode of Indium tin oxide (ITO), and layers of PEDOT:PSS and P3HT:PCBM were spin coated on top of ITO. The samples were completed by evaporation of 100nm thick silver electrode. The results showed a decrease of 87% in power conversion efficiency (PCE) for high concentrations of AuNPs. For lower concentrations (8/µm2), the effect of AuNPs started to be positive on PCE of the cell.
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