Etudes de cristaux liquides colonnaires en solution organique et en ...

CHAPITRE 4. ETUDE DE FILMS MINCES DE CRISTAUX LIQUIDESCOLONNAIRES EN DIFFRACTION DES RAYONS X EN INCIDENCE RASANTE4.6 ConclusionDans cette partie, nous avons sondé la structure des films minces de cristaux liquidescolonnaires. Dans un premier temps, nous avons caractérisé les films minces recuits. Cesdépôts sont orientés selon un ancrage homéotrope ou planaire. Sur un cliché de diffraction,un ancrage homéotrope est caractérisé par un pic de Bragg sur l’axe Q // tandis que l’ancrageplanaire des colonnes est traduit par la présence combinée du “pic planaire” et du “pic 60”.Dans un second temps, nous avons étudié lesfilms minces non recuits. Ces dépôts sontréalisés à partir de deux techniques différentes : le spin coating et l’évaporation. Ces deuxtechniques nous ont conduit à des résultats surprenants. En effet, dans une représentationQ // − Q ⊥ , les films minces sont systématiquement constitués du “pic planaire” et du “pic60”. Ainsi, tous ces dépôts sont organisés selon un ancrage planaire. De plus, dans le casdu spin coating, nous avons pu mettre en évidence que l’ancrage planaire des colonnes estindépendant de l’épaisseur des dépôts, du type de substrat (cristallin ou amorphe), de lanature de la phase (colonnaire ou cristalline) ou encore du solvant.Par ailleurs, l’ancrage planaire des colonnes est dû au fait que les molécules discotiquesévitent l’interface avec l’air. En effet, la tension de surface entre l’interface CL-air est biensupérieure à la tension de surface CL-substrat. En adoptant un ancrage planaire, elles minimisentainsi leur contact avec l’air [83, 84].Par conséquent, nous avons montré que l’orientation homéotrope de la couche organiquene peut être obtenue simplement en réalisant un dépôt par spin coating ou par évaporation.Ces deux techniques entraînent, sans autre traitement, un ancrage planaire des colonnes [85].Dans cette situation, la configuration de la couche de la cellule organique est la plus défavorablepossible. En effet, l’ancrage planaire des colonnes nuit fortement à la conduction desexcitons et à la mobilité des charges. Donc, pour optimiser la cellule solaire photovoltaïque,il est impératif de trouver une méthode pour orienter en homéotrope la couche organique.Toutefois, sans recuit thermique, l’ancrage planaire systématique des colonnes peut êtreenvisagée sous un angle optimiste. En effet, nous avons vu dans le paragraphe 1.3.3 queles cellules photovoltaïques élaborées par évaporation ont des rendements comparables àd’autres cellules photovoltaïques organiques. Ainsi, nous pouvons penser qu’en organisantles colonnes selon une direction homéotrope, le rendement devrait augmenter.141