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1 Laboratoire MOLTECH-Anjou Angers

Abstract : The aim of the presented research is the synthesis ofnew electron donor D and acceptor A copolymersand their use in organic solar cells OSC.The method chosen to access to such copolymers is the controlled radical polymerization by reversible addition-fragmentation chain transfer RAFT. This method is particularly suitable to control the polymerization of a wide range of electron donor and electron acceptor monomers.The first strategy was based on the RAFT polymerization of functional electron donor and acceptor monomers. This strategy led to the preparation of an electron donor polymer polyvinyltriphenylamine. The difficulty of synthesis and polymerization of electron acceptor monomer based on perylene diimide PDIdrives us to a second strategy for the synthesis of electron acceptor polymers. This second strategy is based on the chemical modification of random RAFT polymethacrylates-based copolymers. The esterification allowed us to include acids derived from C60 and PDI.The synthesized polymers were then used as the active material in bulk-heterojunction solar cells BHJ-SC. The copolymer with the C60 groups blocked the thermal degradation of D-A mixture, so this copolymer could find potential application as stabilizer of the active layer of BHJ-SC .

Résumé : L-objectif des travaux présentés est la synthèse de nouveaux copolymères donneur D et accepteur A d-électrons pour les cellules solaires organiques.La méthode de synthèse choisie pour accéder à de tels copolymères est la polymérisation radicalaire contrôlée par transfert de chaîne réversible par addition-fragmentation RAFT : Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer. Cette méthode est particulièrement bien adaptée pour contrôler la polymérisation d-une grande gamme de monomères fonctionnels donneur et accepteur d’électrons.Dans un premier temps, des monomères fonctionnels donneur et accepteur d’électrons et les polymères associés ont été synthétisés. Cette stratégie a conduit à l’obtention des polymères donneurs d’électrons polyvinyltriphénylamines d’architectures contrôlées.Les difficultés de synthèse et de polymérisation du monomère accepteur d’électrons dérivé du pérylène diimide PDI ont conduit à étudier une deuxième stratégie de synthèse de polymères accepteurs d’électrons. Celle-ci a consisté en la modification chimique de copolymères statistiques à base de polyméthacrylates obtenus par polymérisation radicalaire contrôlée RAFT. La modification chimique par estérification a permis l’ancrage d’acides dérivés du PDI et du C60. Les polymères donneur et accepteur d’électrons synthétisés ont ensuite été utilisés comme matériaux actifs dans les cellules solaires à hétérojonctions volumiques BHJ-SC. Le polymère possédant les groupements C60 stabilise le mélange D-A, il pourrait être utilisé comme compatibilisant de la couche active des BHJ-SC.

en fr

Keywords : Bulk-heterojunction solar cell RAFT polymerization Electron donor and acceptor polymers Organic solar cell

Mots-clés : Cellule solaire à hétérojonctions volumiques C60 Pérylène diimide Vinyltriphénylamine Polymérisation RAFT Polymères donneur et accepteur d’électrons Cellule solaire organique





Autor: Marie Sorin -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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