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31 results on '"Ibraikulov, Olzhas A."'

2. Side chains in organic conjugated materials, a key parameter

Author

Leclerc, Nicolas, Ibraikulov, Olzhas, Durand, Pablo, Zeng, Huiyan, Heinrich, Benoît, Heiser, Thomas, Lévêque, Patrick, Brinkmann, Martin, Méry, Stéphane, Institut de chimie et procédés pour l'énergie, l'environnement et la santé (ICPEES), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Charles Sadron (ICS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), and univOAK, Archive ouverte

Subjects
[SPI.MAT] Engineering Sciences [physics]/Materials, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials
Abstract

International audience

Published
2023

3. Self-Powered Dynamic Glazing Based on Nematic Liquid Crystals and Organic Photovoltaic Layers for Smart Window Applications

Author

Fall, Sadiara, primary, Wang, Jing, additional, Regrettier, Thomas, additional, Brouckaert, Nicolas, additional, Ibraikulov, Olzhas A., additional, Leclerc, Nicolas, additional, Lin, Yaochen, additional, Elhaj, Mohammed Ibn, additional, Komitov, Lachezar, additional, Lévêque, Patrick, additional, Zhong, Yuhan, additional, Brinkmann, Martin, additional, Kaczmarek, Malgosia, additional, and Heiser, Thomas, additional

Published
2023
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5. para-Azaquinodimethane based quinoidal polymers for opto-electronic applications: Impact of donor units on opto-electronic properties

Author

Dyaga, Bharath, Mayarambakam, Sasikumar, Ibraikulov, Olzhas, Zimmermann, Nicolas, Fall, Sadiara, Boyron, Olivier, Heiser, Thomas, Leclerc, Nicolas, Berton, Nicolas, Schmaltz, Bruno, Physico-chimie des Matériaux et des Electrolytes pour l'Energie (PCM2E), Université de Tours (UT), Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CPE Lyon, Domaine scientifique de La Doua, Institut de chimie et procédés pour l'énergie, l'environnement et la santé (ICPEES), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Leclerc, Nicolas

Subjects
[CHIM] Chemical Sciences, [CHIM]Chemical Sciences
Abstract

International audience; para-azaquinodimethane (p-AQM) based quinoidal-donor (Q-D) alternating copolymers offer a unique opportunity to investigate the properties of quinoidal polymers. It was however reported that the bandgap increases with increasing number of donor aryl units, as a result of a weakening of the quinoidal character in the polymer backbone. To overcome this issue, herein two new polymers were designed and synthesized by incorporating fused donor (PAQM2T-TT) and vinylene linker (PAQM2T-TVT) units, following a strategy of enhanced backbone planarity. The thiophene-containing polymers PAQM3T and PAQM4T were also synthesized for better understanding of the influence of structural variations. Thus, in comparison with PAQM3T and PAQM4T, PAQM2T-TT and PAQM2T-TVT exhibited slight red shift in spite of having more extended donor units, which is consistent with enhanced planarity and quinoidal character as suggested by DFT calculations. It is also found that the different donor units have a limited impact on the HOMO energy level of the p-AQM copolymers. Transport properties are measured by field effect transistors, and the photovoltaic properties of these p-AQM based polymers are reported for the first time, as electron donor materials in inverted configuration devices. PAQM2T-TVT containing thiophene vinylene thiophene comonomer exhibits planar structure leading to a hole mobility of 3.8×10-2 cm-2 V s-1. When combined with a fullerene acceptor in solar cells, PAQM2T-TVT polymer exhibited a highest PCE of 2.32%.

Published
2022

8. Modulateur Spatial de Lumière Photovoltaïque (PSLM)

Author

Lin, Yaochen, Fall, Sadiara, Ibraikulov, Olzhas, Heiser, Thomas, Brouckaert, Nicolas, Leclerc, Nicolas, Podoliak, Nina, d'Allessandro, Giampaolo, Kaczmarek, Malgosia, Komitov, Lachezar, Ibn Elhaj, Mohammed, Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de chimie et procédés pour l'énergie, l'environnement et la santé (ICPEES), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), and Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Published
2021

9. Quinolinophenothiazine as electron rich fragment for RGB single-layer phosphorescent organic light-emitting diodes

Author

Lucas, Fabien, Tondelier, Denis, Geffroy, Bernard, Heiser, Thomas, Ibraikulov, Olzhas, Quinton, Cassandre, Brouillac, Clement, Leclerc, Nicolas, Rault-Berthelot, Joëlle, Poriel, Cyril, Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique des interfaces et des couches minces [Palaiseau] (LPICM), École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de chimie et procédés pour l'énergie, l'environnement et la santé (ICPEES), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Région Bretagne (PhD Grant, DIADEM Project), ADEME (PhD Grant, EcoElec Project), ANR-19-CE05-0024,SPIRO-QUEST,SPIRO-QUinolinophenothiazine: semi-conducteurs haute-performance pour des OLEDs Phosphorescentes monocouches(2019), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Palacin, Serge, and SPIRO-QUinolinophenothiazine: semi-conducteurs haute-performance pour des OLEDs Phosphorescentes monocouches - - SPIRO-QUEST2019 - ANR-19-CE05-0024 - AAPG2019 - VALID

Subjects
[CHIM.MATE] Chemical Sciences/Material chemistry, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry
Abstract

International audience; The quinolinophenothiazine (QPTZ) fragment is a phenylacridine bridged by a sulphur atom. Despite appealing properties induced by this bridging (e.g. strong electron rich character), this fragment remains almost unexplored to date in organic electronics. Based on this QPTZ fragment, we report herein a high efficiency host for the new generation of simplified Phosphorescent Organic Light-Emitting Diodes so called Single-Layer (SL-PhOLEDs). This host material is constructed on the association of an electron rich fragment (QPTZ), and an electron-deficient fragment (2,7-bis (diphenylphosphineoxide)-fluorene). This molecule displays all the necessary properties to be used in universal SL-PhOLEDs. Red, green and blue SL-PhOLEDs were successfully fabricated and yielded an average external quantum efficiency of ca 10%. High luminances of ca 10000 cd/m$^2$ for red and blue devices and 40000 cd/m$^2$ for green devices were obtained. These luminances are higher than the best reported to date with structurally related analogues and highlight the strong interest of the QPTZ fragment in such devices. Thanks to its high HOMO level, the QPTZ unit also allows to decrease the threshold voltage, which is a key characteristic in the OLED technology. This work shows the potential of the QPTZ fragment in the design of host materials for high performance single-layer PhOLEDs.

Published
2021
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16. Spirophenylacridine‐2,7‐(diphenylphosphineoxide)‐fluorene: A Bipolar Host for High‐Efficiency Single‐Layer Blue Phosphorescent Organic Light‐Emitting Diodes

Author

Lucas, Fabien, primary, Ibraikulov, Olzhas A., additional, Quinton, Cassandre, additional, Sicard, Lambert, additional, Heiser, Thomas, additional, Tondelier, Denis, additional, Geffroy, Bernard, additional, Leclerc, Nicolas, additional, Rault‐Berthelot, Joëlle, additional, and Poriel, Cyril, additional

Published
2019
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18. ITO‐Free Organic Photovoltaic Modules Based on Fluorinated Polymers Deposited from Non‐Halogenated Solution: A Major Step Toward Large‐Scale Module Production

Author

Ibraikulov, Olzhas. A., primary, Wang, Jing, additional, Kamatham, Narayanaswamy, additional, Heinrich, Benoît, additional, Méry, Stéphane, additional, Kohlstädt, Markus, additional, Würfel, Uli, additional, Ferry, Stéphanie, additional, Leclerc, Nicolas, additional, Heiser, Thomas, additional, and Lévêque, Patrick, additional

Published
2019
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20. Effect of Aryl Substituents and Fluorine Addition on the Optoelectronic Properties and Organic Solar Cell Performance of a High Efficiency Indacenodithienothiophene-alt -Quinoxaline π-Conjugated Polymer

Author

Tatsi, Elisavet, primary, Spanos, Michael, additional, Katsouras, Athanasios, additional, Squeo, Benedetta M., additional, Ibraikulov, Olzhas A., additional, Zimmermann, Nicolas, additional, Heiser, Thomas, additional, Lévêque, Patrick, additional, Gregoriou, Vasilis G., additional, Avgeropoulos, Apostolos, additional, Leclerc, Nicolas, additional, and Chochos, Christos L., additional

Published
2018
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21. On the Impact of Linear Siloxanated Side Chains on the Molecular Self‐Assembling and Charge Transport Properties of Conjugated Polymers.

Author

Kamatham, Narayanaswamy, Ibraikulov, Olzhas A., Durand, Pablo, Wang, Jing, Boyron, Olivier, Heinrich, Benoît, Heiser, Thomas, Lévêque, Patrick, Leclerc, Nicolas, and Méry, Stéphane

Subjects
*SILOXANES, *CONJUGATED polymers, *POLYMER structure, *LINEAR polymers, *POLYMERS
Abstract

Herein reported is the impact of the functionalization of four different semiconducting polymer structures by a linear siloxane‐terminated side‐chains. The latter is tetrasiloxane (Si4) or trisiloxane (Si3) chains, substituted at their extremity to a pentylene linker. The polymer structure is based on 5,6‐difluorobenzothiadiazole comonomer (PF2), a diketopyrrolopyrrole unit (PDPP‐TT), a naphtalediimide unit (PNDI‐T2), and a poly[bis(thiophen‐2‐yl)thieno[3,2,b]thiophene (PBTTT). The properties of these siloxane‐functionalized polymers are scrutinized and compared with the ones of their alkyl‐substituted polymer analogues. The impact of the alkyl‐to‐siloxane chain substitution clearly depends on the molecular section of the side chains. When a branched 2‐octyldodecyl chain (C20) is replaced by a Si4 chain of same molecular section, the greatest impact is the strong increase of the π‐stacking overlap of the polymer backbones. This effect leads to a significative enhancement of the charge mobility values of the polymers. As in‐plane and out‐of‐plane mobility are increased simultaneously, this π‐overlap enhancement effect happens to be preponderant over the polymer orientation variations. When a linear tetradecyl chain (C14) is replaced by a linear Si3 chain of twice larger molecular section, the polymer structure is profoundly affected. While PBTTT‐C14 is crystalline and purely edge‐on, PBTTT‐Si3 is mesomorphic and shows a mixed face‐on/edge‐on orientation. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Published
2021
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22. Bulk heterojunction solar cells based on low band-gap copolymers and soluble fullerene derivatives

Author

Ibraikulov, Olzhas, Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Université de Strasbourg, and Thomas Heiser

Subjects
Organic solar cells, Organic semiconductors, Semi-conducteurs organiques, Organic field-effect transistors, Transistors organiques à effet de champ, Diodes à courant limité à charge spatiale, Transport de charges, Charge transport, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Cellules solaires organiques, Space-charge limited current diodes, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract

The chemical structure of organic semiconductors that are utilized in bulk heterojunction photovoltaic cells may strongly influence the final device performances. Thus, better understanding the structure-property relationships still remains a major task towards high efficiency. Within this framework, this thesis reports in-depth material investigations including charge transport, morphology and photovoltaic studies on various novel low band-gap copolymers. First, the impact of alkyl side chains on the opto-electronic and morphological properties has been studied on a series of polymers. Detailed charge transport investigations showed that a planar conjugated polymer backbone leads to a weak dependence of the charge carrier mobility on the carrier concentration. This observation points out that the intra-molecular torsion angle contributes significantly to the electronic energy disorder. Solar cells using another novel copolymer based on pyridal[2,1,3]thiadiazole acceptor unit have been studied in detail next. Despite the almost ideal frontier molecular orbital energy levels, this copolymer did not perform in solar cells as good as expected. A combined investigation of the thin film microstructure and transport properties showed that the polymers self-assemble into a lamellar structure with polymer chains being oriented preferentially “edge-on”, thus hindering the out-of-plane hole transport and leading to poor charge extraction. Finally, the impact of fluorine atoms in fluorinated polymers on the opto-electronic and photovoltaic properties has been investigated. In this case, the presence of both flat-lying and standing lamellae enabled efficient charge transport in all three directions. As a consequence, good charge extraction was possible and allowed us to achieve a maximum power conversion efficiency of 9.8%.; La structure chimique des semiconducteurs organiques utilisés dans les cellules photovoltaïques à base d’hétérojonction en volume peut fortement influencer les performances du dispositif final. Pour cette raison, une meilleure compréhension des relations structure-propriétés demeure cruciale pour l’amélioration des performances. Dans ce contexte, cette thèse fait état d'études approfondies du transport des charges, de la morphologie et des propriétés photovoltaïques sur de nouveaux copolymères à faible bande interdite. En premier lieu, l'impact de la position des chaînes alkyles sur les propriétés opto-électroniques et morphologiques a été étudié sur une famille de polymères. Les mesures du transport de charges ont montré que la planéité du squelette du copolymère influe sur l’évolution de la mobilité des charges avec la concentration de porteurs libres. Ce comportement suggère que le désordre énergétique électronique est fortement impacté par les angles de torsion intramoléculaire le long de la chaîne conjuguée. Un second copolymère à base d'unités accepteur de [2,1,3] thiadiazole pyridique, dont les niveaux d’énergie des orbitales frontières sont optimales pour l’application photovoltaïque, a ensuite été étudié. Les performances obtenues en cellule photovoltaïque sont très inférieures aux attentes. Des analyses de la morphologie et du transport de charge ont révélé que l’orientation des lamelles cristallines est défavorable au transport perpendiculaire au film organique et empêche ainsi une bonne extraction des charges photo-générées. Enfin, les propriétés opto-électroniques et photovoltaïques de copolymères fluorés ont été étudiées. Dans ce cas, les atomes de fluor favorisent la formation de lamelles orientées favorablement pour le transport. Ces bonnes propriétés nous ont permis d'atteindre un rendement de conversion de puissance de 9,8% avec une simple hétérojonction polymère:fullerène.

Published
2016

23. Cellules solaires de type hétérojonction en volume basées sur des copolymères à bande interdite étroite et sur des dérivés solubles du fullerène

Author

Ibraikulov, Olzhas, Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg, and Thomas Heiser

Subjects
Organic solar cells, Organic semiconductors, Semi-conducteurs organiques, Organic field-effect transistors, Transistors organiques à effet de champ, Diodes à courant limité à charge spatiale, Transport de charges, Charge transport, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Cellules solaires organiques, Space-charge limited current diodes, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract

The chemical structure of organic semiconductors that are utilized in bulk heterojunction photovoltaic cells may strongly influence the final device performances. Thus, better understanding the structure-property relationships still remains a major task towards high efficiency. Within this framework, this thesis reports in-depth material investigations including charge transport, morphology and photovoltaic studies on various novel low band-gap copolymers. First, the impact of alkyl side chains on the opto-electronic and morphological properties has been studied on a series of polymers. Detailed charge transport investigations showed that a planar conjugated polymer backbone leads to a weak dependence of the charge carrier mobility on the carrier concentration. This observation points out that the intra-molecular torsion angle contributes significantly to the electronic energy disorder. Solar cells using another novel copolymer based on pyridal[2,1,3]thiadiazole acceptor unit have been studied in detail next. Despite the almost ideal frontier molecular orbital energy levels, this copolymer did not perform in solar cells as good as expected. A combined investigation of the thin film microstructure and transport properties showed that the polymers self-assemble into a lamellar structure with polymer chains being oriented preferentially “edge-on”, thus hindering the out-of-plane hole transport and leading to poor charge extraction. Finally, the impact of fluorine atoms in fluorinated polymers on the opto-electronic and photovoltaic properties has been investigated. In this case, the presence of both flat-lying and standing lamellae enabled efficient charge transport in all three directions. As a consequence, good charge extraction was possible and allowed us to achieve a maximum power conversion efficiency of 9.8%.; La structure chimique des semiconducteurs organiques utilisés dans les cellules photovoltaïques à base d’hétérojonction en volume peut fortement influencer les performances du dispositif final. Pour cette raison, une meilleure compréhension des relations structure-propriétés demeure cruciale pour l’amélioration des performances. Dans ce contexte, cette thèse fait état d'études approfondies du transport des charges, de la morphologie et des propriétés photovoltaïques sur de nouveaux copolymères à faible bande interdite. En premier lieu, l'impact de la position des chaînes alkyles sur les propriétés opto-électroniques et morphologiques a été étudié sur une famille de polymères. Les mesures du transport de charges ont montré que la planéité du squelette du copolymère influe sur l’évolution de la mobilité des charges avec la concentration de porteurs libres. Ce comportement suggère que le désordre énergétique électronique est fortement impacté par les angles de torsion intramoléculaire le long de la chaîne conjuguée. Un second copolymère à base d'unités accepteur de [2,1,3] thiadiazole pyridique, dont les niveaux d’énergie des orbitales frontières sont optimales pour l’application photovoltaïque, a ensuite été étudié. Les performances obtenues en cellule photovoltaïque sont très inférieures aux attentes. Des analyses de la morphologie et du transport de charge ont révélé que l’orientation des lamelles cristallines est défavorable au transport perpendiculaire au film organique et empêche ainsi une bonne extraction des charges photo-générées. Enfin, les propriétés opto-électroniques et photovoltaïques de copolymères fluorés ont été étudiées. Dans ce cas, les atomes de fluor favorisent la formation de lamelles orientées favorablement pour le transport. Ces bonnes propriétés nous ont permis d'atteindre un rendement de conversion de puissance de 9,8% avec une simple hétérojonction polymère:fullerène.

Published
2016

26. Face-on orientation of fluorinated polymers conveyed by long alkyl chains: a prerequisite for high photovoltaic performances

Author

Ibraikulov, Olzhas A., primary, Ngov, Chheng, additional, Chávez, Patricia, additional, Bulut, Ibrahim, additional, Heinrich, Benoît, additional, Boyron, Olivier, additional, Gerasimov, Kirill L., additional, Ivanov, Dimitri A., additional, Swaraj, Sufal, additional, Méry, Stéphane, additional, Leclerc, Nicolas, additional, Lévêque, Patrick, additional, and Heiser, Thomas, additional

Published
2018
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28. New Fluorinated Dithienyldiketopyrrolopyrrole Monomers and Polymers for Organic Electronics

Author

Bura, Thomas, Beaupré, Serge, Ibraikulov, Olzhas A., Légaré, Marc-André, Quinn, Jesse, Lévêque, Patrick, Heiser, Thomas, Li, Yuning, Leclerc, Nicolas, and Leclerc, Mario

Abstract

Diketopyrrolopyrrole (DPP) derivatives are among the most efficient materials studied for both polymer solar cells (PSCs) and organic field-effect transistors (OFETs) applications. We report here the synthesis of new fluorinated dithienyldiketopyrrolopyrrole (fDT-DPP) monomers suitable for direct heteroarylation polymerization. fDT-DPP copolymers were then prepared to probe the effect of the fluorination. It was found that they feature deeper HOMO energy levels and smaller bandgaps than their non-fluorinated analogues. Moreover, some fDT-DPP copolymers show ambipolar behavior when tested in OFETs. For example, P2shows hole mobility up to 0.8 cm2V–1s–1and electron mobility up to 0.5 cm2V–1s–1. Inverted PSCs with power conversion efficiency (PCE) up to 7.5% were also obtained for P5. These results reported here (OFETs and PSCs) confirm that the fluorination of dithienyl-DPP moieties improves the performance of organic electronics devices. This study is also evidencing the strength of the direct heteroarylation polymerization and fDT-DPP as a new class of conjugated polymers.

Published
2024
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30. Spirophenylacridine‐2,7‐(diphenylphosphineoxide)‐fluorene: A Bipolar Host for High‐Efficiency Single‐Layer Blue Phosphorescent Organic Light‐Emitting Diodes.

Author

Lucas, Fabien, Ibraikulov, Olzhas A., Quinton, Cassandre, Sicard, Lambert, Heiser, Thomas, Tondelier, Denis, Geffroy, Bernard, Leclerc, Nicolas, Rault‐Berthelot, Joëlle, and Poriel, Cyril

Subjects
*PHOSPHORESCENCE, *FRONTIER orbitals, *DIODES, *QUANTUM efficiency, *ELECTRON mobility, *HOLE mobility
Abstract

Herein, a high‐efficiency host material for single‐layer phosphorescent organic light‐emitting diodes (SL‐PhOLEDs) is reported. This host material is synthesized via an efficient approach and is constructed on the association of an electron‐rich phenylacridine unit connected by a spiro carbon atom to an electron‐deficient 2,7‐bis(diphenylphosphineoxide)‐fluorene. In addition to a high ET value and adequate highest occupied molecular orbital/lowest unoccupied molecular orbital energy levels, the key point in this molecular design is the suitable balance between hole and electron mobilities, which leads to a high‐performance blue SL‐PhOLED with an external quantum efficiency of 17.6% (current efficiency = 37.8 cd A−1 and power efficiency = 37.1 lm W−1) and a low Von of 2.5 V. This performance shows that the molecular design of the present host fulfills the criteria required for high‐efficiency SL‐PhOLEDs. The present performance is one of the highest reported to date for blue SL‐PhOLEDs and more importantly shows the potential of such a molecular design to reach very high‐performance single‐layer devices. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Published
2020
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31. Effect of Aryl Substituents and Fluorine Addition on the Optoelectronic Properties and Organic Solar Cell Performance of a High Efficiency Indacenodithienothiophene‐alt‐Quinoxaline π‐Conjugated Polymer.

Author

Tatsi, Elisavet, Spanos, Michael, Katsouras, Athanasios, Squeo, Benedetta M., Ibraikulov, Olzhas A., Zimmermann, Nicolas, Heiser, Thomas, Lévêque, Patrick, Gregoriou, Vasilis G., Avgeropoulos, Apostolos, Leclerc, Nicolas, and Chochos, Christos L.

Subjects
CONJUGATED polymers, ARYL group, SOLAR cells, OPTOELECTRONICS, ELECTRON-deficient compounds
Abstract

A series of donor‐acceptor (D‐A) π‐conjugated polymers, based on indacenodithienothiophene (IDTT) as an electron‐donating unit and quinoxaline as an electron‐deficient moiety, are synthesized via a Pd‐catalyzed Stille cross‐coupling polymerization. Molecular characteristics, photovoltaic parameters, and optoelectronic properties are examined through structural differences corresponding to thienyl versus phenyl side group substitutions on the IDTT and the non‐fluorinated versus the monofluoro quinoxaline derivatives. One of the most important outcome is that the power conversion efficiency (PCE) in the studied polymers is more device architecture dependent (conventional vs inverted) rather than chemical structure dependent. From single junction solar cells based on bulk heterojunction polymer:[6,6]‐phenyl‐C71‐butyric acid methyl ester (PC71BM) systems as the active layer, a maximum PCE of 5.33% has been achieved from the polymer containing the thienyl substituent on the IDTT and one fluorine atom on the quinoxaline. This demonstrates that finding the optimum molecular weight of ThIDTT‐QF or introducing the monofluoro‐quinoxaline in a regioregular motif in the polymer backbone significantly higher PCE can be expected versus the fully optimized high performance PhIDTT‐Q conjugated polymer. A correlation between polymer chemical structure—optoelectronic properties—organic solar cell performances has been performed in a series of donor‐acceptor (D‐A) π‐conjugated polymers, based on indacenodithienothiophene as an electron‐donating unit and quinoxaline as an electron‐deficient moiety. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Published
2019
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