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

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1.2. LES CRISTAUX LIQUIDESétude a pu montrer qu’à faible concentration les agrégats sont de formes irrégulières. Enrevanche à plus forte concentration, ils forment des bâtonnets.Ce qu’il faut retenir de ces trois catégories de familles, c’est leur capacité à former desagrégats colonnaires dans les solvants apolaires. De plus elles ont toutes un point commun : labiréfringence des solutions. Typiquement, à faible concentration les solutions sont isotropes,puis deviennent biréfringentes lorsque la concentration augmente . Par exemple nous pouvonsciter deux composés : le matériau colonnaire (figure 1.9 a) qui présente une transitionisotrope-cholestérique pour wt = 25% dans le dodécane ou encore une solution de moléculespyridylamides trimésiques, possédant aussi une mésophase thermotrope, et qui devient biréfringentedés wt = 5% [48]. A partir de cette dernière solution, des clichés de RX montrentdeux taches, ce qui témoignent d’une orientation de la solution.Fig. 1.8 – Molécule OPVa)b)Fig. 1.9 – Cœurs aromatiques de triphenylene avec différentes chaînes24
CHAPITRE 1. CELLULES SOLAIRES ET MATÉRIAUX ORGANIQUESFig. 1.10 – Dérivé lyotrope du pyridylamide trimésique1.3 Les cristaux liquides comme semi-conducteurs dansles cellules photovoltaïques1.3.1 Mobilité de charges dans les liquides colonnairesPour qu’une cellule solaire soit efficace, il faut que les matériaux employés aient de bonnespropriétés de transport de charges. Nous allons montrer que les cristaux liquides colonnairesrépondent bien à cette fonction.Tout d’abord, de par leur arrangement, les cristaux liquides colonnaires possèdent despropriétés de transport anisotropes. La mobilité est environ 1000 fois plus importante le longdes colonnes que dans la direction perpendiculaire [56]. Cette particularité est très adaptée àla configuration des cellules solaires, où on souhaite privilégier le transport dans la directionperpendiculaire aux surfaces.Adam et al ont montré que la mobilité des charges dépend de la nature de la phase [7].Des mesures de mobilité ont été effectuées sur un cristal liquide colonnaire à base de triphènylène(2,3,6,7,10,11-hexakis(hexylthio)triphènylène), en le refroidissant de la phase liquideisotrope (T = 93˚C) jusqu’à la phase cristal (T = 40˚C) (figure 1.11). En refroidissant, la25
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