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

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1.1. LES CELLULES PHOTOVOLTAÏQUES ET LES SEMI-CONDUCTEURSORGANIQUES1.1.3.3 Mobilité des chargesLes porteurs de charges créés rejoignent les électrodes et le circuit externe à la cellule. Letransport de charge vers les électrodes est contrôlé par les mobilités de porteurs de chargesdans la couche organique.Il peut y avoir, dans le cas où les charges migrent trop lentement, de la répulsion électrostatique.Un contre champ se crée alors, ce qui nuit à la dissociation des excitons. Il estdonc important d’utiliser des matériaux ayant des valeurs de mobilité élevées.1.1.3.4 Interface électronique entre les matériaux donneur-accepteurLa différence entre l’orbitale la plus haute occupée, appelée HOMO “Highest OccupiedMolecular Orbital”, et la suivante inoccupée, appelée LUMO “Lowest Unoccupied MolecularOrbital” correspond à la bande d’énergie interdite. Pour que les excitons se dissocient demanière efficace à l’interface entre le matériau donneur et le matériau accepteur, il faut queles matériaux utilisés aient un caractère marqué n et p (figure 1.3).Fig. 1.3 – Schéma de bande d’énergie simplifié d’une hétérojonction donneur-accepteur.16
CHAPITRE 1. CELLULES SOLAIRES ET MATÉRIAUX ORGANIQUES1.2 Les cristaux liquides1.2.1 Liquides, cristaux et états intermédiairesC’est en 1888 que le botaniste Friedrich Reinitzer décrit au physicien Allemand OttoLehmann ses observations sur le comportement du cholesteryl benzoate en fonction de latempérature. Il explique qu’il a observé deux transitions de phase du premier ordre : l’uneà 95˚C où le solide cristallin devient laiteux ; l’autre à 129˚C où le liquide se clarifie etdevient isotrope et transparent. Lehmann remarquant que le liquide laiteux est biréfringent,introduit alors le terme de cristal liquide. La phase cristalline liquide ou mésophase (du grecméso = milieu et morphe = forme) est un état de la matière intermédiaire entre le solideet le liquide. Ainsi, les cristaux liquides ont un ordre de position ou d’orientation à longueportée tout en ayant un désordre de type liquide qui subsiste dans au moins une directionspatiale.On distingue deux types de cristaux liquides : les mésophases thermotropes et celles diteslyotropes.Pour les mésophases thermotropes, les transitions de phase se produisent en fonction dela température. L’architecture de ces molécules obéit principalement à deux caractéristiques :elles ont le plus souvent une forme très anisotrope et doivent avoir une partie rigide et unepartie flexible.Les mésophases lyotropes sont le plus souvent dues à des propriétés d’auto-organisationdes molécules amphiphiles lorsque ces dernières sont présentes en solution. La taille et laforme de ces agrégats dépendent des paramètres physico-chimiques du système : température,concentration des constituants, salinité. . .1.2.2 Les mésophases nématiques et smectiques1.2.2.1 La phase nématiqueLa phase nématique est la phase la moins ordonnée des phases liquides cristallines. Lesmolécules ne présentent pas d’ordre de position à longue portée mais uniquement un ordreorientationnel. Selon que l’axe de rotation correspond à l’axe long ou court de la molécule,on distingue les cristaux liquides nématiques, calamitiques ou discotiques. L’axe de rotation17
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