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

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2.4. LES FILMS NON RECUITSFig. 2.5 – Cliché de microscopie optique : ancrage homéotropeDans l’idée de contourner ces difficultés, nous nous sommes interrogés sur la nature des dépôtsde cristaux liquides colonnaires : un film mince déposé par spin coating possède-il unestructure ?Cormier et al ont réalisé des films minces de cristaux liquides colonnaires à base depérylène. Après une période de 48 heures, le film cristallise spontanément et s’oriente partiellementen formant une texture en ruban [68]. La couleur du film passe du rouge au noirdurant ce processus d’auto-organisation. Ce dépôt organique n’est pas dans un état thermodynamiquementstable [69].Par ailleurs, nous avons vu page 31, que Schmidt-Mende et al ont réalisé une cellule solaireayant une configuration idéale pour les dispositifs photovoltaïques. En effet des clichés demicroscopie électronique montrent une ségrégation verticale dans laquelle une phase riche encristal liquide colonnaire (HBC-PhC12) est située sous une autre phase riche en perylène. Lerendement de puissance de cette cellule est d’environ 2 % à 490 nm. Nous pouvons espérerque ce rendement soit plus important en utilisant deux matériaux colonnaires. En outre, cesfilms présentent une légère biréfringence. Cette particularité est comparable aux films mincesde Py4CEH (figure 2.6). De plus, tous ces matériaux ont la particularité de posséder unephase cristal liquide colonnaire à température ambiante. Cet état favorise vraisemblablementl’auto-organisation des matériaux sous forme de colonnes.42
CHAPITRE 2. ETUDES PRÉLIMINAIRES DES FILMS MINCES PAR SPIN COATINGAinsi, les films non recuits présentent un grand intérêt. D’abord ils semblent posséder lastructure que nous cherchons à introduire dans les cellules solaires. Ensuite, ils permettentde nous affranchir des problèmes de démouillage de la phase liquide isotrope ainsi que desancrages non désirés comme les ancrages hybrides ou planaires. Enfin nous avons vu dansle paragraphe 1.1.2.2 que les excitons ne pouvaient pas parcourir des distances supérieuresà 100 nm. Or il est très délicat d’orienter les matériaux, selon un ancrage homéotrope,à ces épaisseurs. En effet, dans cette gamme d’épaisseur les films minces démouillent ous’orientent en planaire et donc ces matériaux ne peuvent pas être utilisés dans un dispositifphotovoltaïque. En revanche, nous pouvons réaliser sans difficulté des films non recuits dequelques dizaines de nanomètres. Ainsi, il est donc possible de tester tous les matériaux dansles cellules solaires.Fig. 2.6 – Légère biréfringence d’un film mince non recuit, entre polariseurs croisés.2.5 Longueur de diffusion des excitons2.5.1 Les objectifsCette étude à un double objectif. D’une part, il s’agit de quantifier la longueur de diffusiondes excitons des cristaux liquides colonnaires que nous utilisons dans les cellules solaires.D’autre part, il s’agit de comparer L D entre un film organisé et un film non recuit. Est ce43
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