Ingénierie moléculaire et étude théorique par DFT de systèmes push– pull π-conjugués pour l’optimisation des performances des cellules solaires organiques

Le Doyen de la Faculté des Sciences et Techniques de Béni Mellal porte à la connaissance du public que Monsieur Mouad BOUTKBOUT NAIT MOUDOU, soutiendra une thèse de Doctorat intitulée : « Ingénierie moléculaire et étude théorique par DFT de systèmes push– pull π-conjugués pour l’optimisation des performances des cellules solaires organiques».

La soutenance publique aura lieu le Samedi 14 Novembre 2026 à 10h00 à l’Amphi 6, Faculté des Sciences et Techniques, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, devant le jury composé de :

• Monsieur CHTAINI Abdelilah : Professeur, Faculté des Sciences et Techniques, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Maroc, Président ;

• Monsieur EL QOUATLI Salah Eddine : Maître de Conférences Habilité, Faculté des Sciences et Techniques, Université Moulay Ismail, Errachidia, Rapporteur ;

• Monsieur FORSAL Issam : Professeur, Ecole Supérieure de Technologie, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Rapporteur ;

• Madame MALLOUK Siham : Maître de Conférences Habilité, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Khouribga, Rapporteur ;

• Monsieur EL HAIMOUTI Aziz : Professeur, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Khouribga, Examinateur ;

• Madame Malika Echajia : Professeur, Faculté des Sciences et Techniques, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Examinatrice ;

• Monsieur EL OUAFY Tarik : Maître de Conférences Habilité, Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Directeur de thèse ;

Résumé:

L’optimisation des matériaux pour les cellules solaires organiques constitue un enjeu majeur dans la recherche sur les énergies renouvelables. Cette thèse s’inscrit dans cette dynamique en explorant l’impact des spacers π-conjugués sur les propriétés électroniques et photovoltaïques de nouvelles molécules de type push-pull. L’objectif principal est d’identifier des structures moléculaires capables d’améliorer la conversion de l’énergie solaire en électricité, en s’appuyant sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et ses variantes avancées. 

Dans cette étude, plusieurs séries de molécules ont été analysées, notamment les composés MPTA-1 à MPTA-6, où des spacers tels que le thiophène, le benzothiazole (BTZ), le furane, le séléniophène et la pyridine ont été intégrés pour moduler leurs propriétés électroniques. De plus, une seconde série de composés basés sur le diphenylmethylamine (DPMA) et le N-méthylcarbazole (MeCz) a été étudiée afin d’évaluer l’influence du donneur électronique sur les performances photovoltaïques. 

Les résultats obtenus indiquent que l’introduction de spacers joue un rôle clé dans la réduction du gap énergétique, l’augmentation de l’absorption dans le domaine visible et l’amélioration de la dissociation des paires électron-trou. L’étude des énergies HOMO-LUMO, des descripteurs de réactivité chimique et de la densité d’états (DOS) a permis d’identifier les molécules présentant les meilleures performances potentielles en tant que donneurs dans des cellules photovoltaïques de type bulk hétérojonction (BHJ). 

En conclusion, cette thèse met en évidence le rôle fondamental du design moléculaire dans l’amélioration des performances des cellules solaires organiques et propose des orientations pour le développement de nouveaux matériaux avec une efficacité énergétique accrue.