Explication théorique de la vitesse de la conversion énergétique dans les cellules photovoltaïques organiques des dérivés nanostructure du fullerène C60. Etude DFT

Abstract

Le Travail présenté dans ce mémoire a pour but de réaliser une étude théorique comparative de la cinétique de la réaction DA entre le fullerène non encapsulé (C60) et le fullerène encapsulé par l’ion Li+ (Li + @ C60) avec le 1,3-cyclohexadiène (C6H8). Cette réaction a été impliquée dans une cellule photovoltaïque. L’enjeu de cette étude est de mettre en évidence par des prédictions computationnelle l’effet de l’encapsulation du fullerène par le Li+ sur la vitesse de la conversion d’énergie solaire en électricité. Cette étude a été menée à l’aide de différents calculs computationnels en : 1. Effectuant une étude statique en utilisant les indices globaux de la DFT conceptuelle dans le cadre de montrer le pouvoir électrophile important de la nanostructure du fullerène, également montré l’importance de l’encapsulation par l’ion Li+ dans l’augmentation de l’électrophilie du Li + @ C60 et par conséquent l’accélération de la réaction étudié. 2. Examinant avec succès la relation entre le gap énergétique HOMOdonneur-LUMOaccepteur et la vitesse de réaction DA et par conséquent la vitesse de la conversion lumineuse (une conversion rapide implique un gap faible). 3. Réalisant une étude mécanistique de la cinétique de la réaction DA du fullerène impliquée dans une cellule photovoltaïque organique. Cette étude a révélé que ces réactions suivent un mécanisme concerté synchrone et l’encapsulation avec Li+ n’a aucun effet sur la synchronisité de la réaction. En outre Le Li + @ C60 réagissait environ 4942.15 fois que celle du C60. Tous ces calculs computationnels justifies bien les constatations expérimentales qui montrent que le fullerène encapsulé par Li+ (Li + @ C60) et fonctionnalisé selon Diels-Alder transforme la radiation solaire 2400 fois plus rapide que le C60 non encapsulé.