WO2013105043A1 - Cascaded photon-emitting nanoparticle codoped with terbium and ytterbium and functionalized by an organic ligand - Google Patents

Cascaded photon-emitting nanoparticle codoped with terbium and ytterbium and functionalized by an organic ligand Download PDF

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WO2013105043A1
WO2013105043A1 PCT/IB2013/050212 IB2013050212W WO2013105043A1 WO 2013105043 A1 WO2013105043 A1 WO 2013105043A1 IB 2013050212 W IB2013050212 W IB 2013050212W WO 2013105043 A1 WO2013105043 A1 WO 2013105043A1
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nanoparticle
nanoparticles
terbium
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Olivier Raccurt
Nicolas Gauthier
Daniel Imbert
Marinella MAZZANTI EMSLEY
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Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Definitions

  • the present invention relates to the field of photo voltaic devices. It more particularly relates to new nanoparticles and their use to improve the performance of photovoltaic devices.
  • the second alternative consists in modifying the incident spectrum by absorbing the parts of the solar spectrum which are little converted by the cell, in particular between 300 and 500 nm, and by retransmitting photons of lower energy corresponding to the optimum efficiency of the cell.
  • solar for example above 500 nm, and more particularly between 800 and 1000 nm for a silicon cell.
  • the document WO 2011/038335 describes the deposition of a polymer film on the front face and the rear face of a bifacial solar cell in order respectively to perform down- and up-conversion from all kinds of materials.
  • luminescent materials such as organic fluorophores, inorganic nanoparticles doped with earth, quantum dots and organolanthanides.
  • the present invention aims to take advantage of another spectral conversion mechanism: that of the emission of photons in cascade, also known under the names of "multi-generation of photons" and, in English, of “quantum cutting” . These designations refer to the ability of certain materials to absorb a high energy photon and to re-emit several photons of lower energy. In other words, this type of material has a quantum efficiency greater than 100%.
  • Quantum cutting materials have been studied for a long time for lighting.
  • the Ronda article [4] lists a number of quantum cutting materials and their applications for lighting. These materials are generally based on a rare-earth codopage, with a first rare earth chosen as the activator ion, absorbing the incident photons and transmitting its energy to a second rare earth called the emitter ion.
  • Many matrices have been tested for this type of material.
  • the quantum cutting properties between terbium and pyrterbium have been measured in different matrices, such as fluorides [5], phosphates [6], borates [7], oxides [8], surfures, etc. .
  • the implementation of cascaded photon emission materials in photovoltaic devices poses two major difficulties.
  • quantum cutting materials are generally synthesized in the form of micrometer powder.
  • the implementation of particles of micrometric size or in aggregate form is likely to cause problems in terms of incident light scattering, which leads to a loss of efficiency of the solar cell.
  • inorganic materials doped with rare earths have a low absorption coefficient.
  • the quantum yield obtained is important with such materials, the amount of photons absorbed, and therefore converted, remains low.
  • the present invention aims precisely to provide a new type of material to overcome the aforementioned drawbacks.
  • the present invention relates, according to a first of its aspects, to a cascaded photon emission nanoparticle, formed at least in part by at least one crystalline matrix of formula (I):
  • n 0 or 1
  • X is a rare earth selected from yttrium, gadolinium and lanthanum
  • M is selected from magnesium, calcium, strontium and barium; said nanoparticle being:
  • Tb terbium
  • Yb ytterbium
  • an atomic doping level for Tb ranging from 1 to 15% relative to X or M
  • a Atomic doping rate for Yb ranging from 1 to 30% relative to X or M
  • the inventors have thus discovered that it is possible to improve the efficiency of a photovoltaic device by implementing inorganic nanoparticles codoped in terbium and ytterbium, exhibiting properties of photon emission in cascade, and functionalized by an organic ligand. .
  • the nanometric size of these particles makes it possible to avoid the diffraction losses mentioned above.
  • Such nanoparticles also make it possible to optimize the surface / volume ratio, and therefore the energy that can be absorbed per unit area of the photovoltaic device.
  • the nanoparticles of the invention have a high absorption factor in the wavelengths of 300 to 500 nm, corresponds to the maximum solar emission. Also, as demonstrated by Examples 3 and 4 which follow, the implementation of an organic ligand according to the invention makes it possible to obtain an increased luminescence for the nanoparticles of the invention.
  • the present invention relates to the use of the nanoparticles of the invention to form, in a photovoltaic device, a layer or a deposit exhibiting luminescence properties and making it possible to modify the spectrum of light incidence. .
  • a device in particular photovoltaic, comprising a layer or a deposit formed (e) nanoparticles of the invention.
  • the nanoparticles according to the invention are formed at least in part of at least one crystalline matrix of formula (I):
  • n 0 or 1; and X is a rare earth selected from yttrium (Y), gadolinium (Gd) and lanthanum (La);
  • M is selected from magnesium, calcium, strontium and barium.
  • the nanoparticles according to the invention are formed at least in part of at least one crystalline matrix of formula (I), in particular in which X is yttrium.
  • the nanoparticles according to the invention may be formed at least in part of at least one crystalline matrix of formula NaYF 4 or YF 3 .
  • a nanoparticle according to the invention may comprise, or even, according to an alternative embodiment, be formed of a matrix of NaYF 4 formula.
  • the nanoparticles of the invention are codoped at the crystalline matrix (s) of formula (I) above in terbium (Tb) and in ytterbium (Yb), with a doping level for Tb, expressed with respect to X (for the crystalline matrix of formula (I)) or M (for the crystalline matrix of formula (III)), between 1 and 15% and a doping level for Yb, expressed with respect to X or M, between 1 and 30%, in particular between 1 and 10%.
  • the terbium and ytterbium doping levels are expressed as an atomic percentage with respect to X or with respect to M, as represented more particularly, in the context of the implementation of a crystalline matrix of formula (I), in the formula (II) which follows.
  • the implementation of the Tb / Yb pair within a crystalline matrix according to the invention advantageously allows efficient energy transfer from the activating ion (Tb) to the emitter ion ( Yb).
  • This charge transfer between the energy levels of the Tb and those of the Yb is shown schematically in FIG. 2.
  • the Tb which, itself, transfers its energy to the Yb which will emit for an absorbed photon, two photons of lower energy, Tb and Yb are more particularly present in the crystalline matrix of formula (I) above in the substitution position.
  • the distance between the Tb and the Yb is preferably of the order of a few nanometers, in particular less than 10 nm.
  • the nanoparticles of the invention may be formed of a single matrix of formula (I) above or, alternatively, two crystalline matrices of formulas (I) distinct.
  • a nanoparticle of the invention may be formed of a single crystalline matrix of formula (I), codoped homogeneously in Tb and Yb.
  • This variant is represented in FIG. 3a.
  • a nanoparticle of the invention may be of formula (II) below:
  • X being a rare earth selected from yttrium, gadolinium and lanthanum, preferably yttrium;
  • the doping level in Tb of the nanoparticle, x being between 1 and 15%;
  • the Yb doping rate of the nanoparticle, y being between 1 and 30%, in particular between 1 and 10%.
  • it may be a NaYF 4 nanoparticle homogeneously coded in Tb and Yb, in particular with a Tb doping level of approximately 15% with respect to Y and a rate of Yb doping ranging from 5 to 20% relative to Y, in particular about 10%.
  • this nanoparticle can be of the following chemical formula:
  • the nanoparticles of NaYF 4 codoped Tb and Yb can be prepared according to the protocol described by Gao et al. [13] for the synthesis of nanoparticles of NaYF 4 codoped Er and Yb, adapting this protocol for codopage in Tb and Yb. These synthetic methods are more particularly developed in the following examples.
  • a nanoparticle of the invention may have a core / shell structure, the terbium being at least present at the shell.
  • a heart / shell nanoparticle according to the invention may thus be constituted:
  • - X and X ' identical or different, being chosen from yttrium, gadolinium and lanthanum;
  • x xi + x 2 , being between 1 and
  • y yi + y 2 , being between 1 and 30%, in particular between 1 and 10%;
  • the core and the shell of a nanoparticle according to the invention can be distinguished by the nature of their crystalline matrix of formula (I) above and / or by their respective doping rate Tb and / or Yb.
  • a nanoparticle according to the invention may be formed of a single crystalline matrix of formula (I), the terbium and / or ytterbium doping levels being different at the level of the core and the shell of said nanoparticle.
  • a nanoparticle according to the invention may be formed of two crystalline matrices of formulas (I), respectively constituting the core and the shell of the nanoparticle.
  • said crystalline matrices of formula (I), forming respectively the core and the shell of the nanoparticle can be distinguished by the nature of their rare earth X.
  • the core of the nanoparticle may be formed of a crystalline matrix of formula NaYF 4 , and the shell of a crystalline matrix of formula NaGdF 4 .
  • the doping levels in Tb and / or Yb may be different at the core and the shell of the nanoparticle.
  • the Yb may be present only at the core of the nanoparticle.
  • y2 0 in the aforementioned formula (IIb).
  • a heart / shell type nanoparticle according to the invention may be formed of a core and a shell having distinct respective chemical formulas, both with regard to the nature of their crystalline matrix (in particular of the nature rare earth) and with regard to their respective doping levels in Tb and / or in Yb.
  • a nanoparticle of the invention may be composed of a heart formed crystalline matrix doped NaYF 4 or Yb co-doped with Tb and Yb, and a shell formed of the crystalline matrix doped NaGdF 4 Tb.
  • a nanoparticle according to the invention may be formed of a single matrix of formula (III) above or, alternatively, two crystalline matrices of formulas (III) distinct.
  • a nanoparticle of the invention may be formed of a matrix of formula (I) and of a matrix of formula (III), one of them forming the core and the other forming the shell of the nanoparticle.
  • the nanoparticles of the invention have a core / shell structure, the shell being doped with Tb, and the core being doped with Tb and Yb or with Yb.
  • the shell being doped with Tb
  • the core being doped with Tb and Yb or with Yb.
  • Such a co-doping distribution of the nanoparticle heart / shell advantageously allows to promote the transfer of ligand / Tb energy and Tb / Yb energy transfer within the nanoparticle.
  • doping Yb only at the core level of the nanoparticles can make it possible to avoid any phenomenon of de-excitation (also called "quenching" in English) of Yb by the organic ligand functionalizing the surface of the nanoparticle.
  • the crystalline matrices constituting respectively the heart and the shell are of a different nature.
  • the implementation of two distinct crystalline matrices constituting respectively the core and the shell, and preferably with the Tb-doped shell and the Yb-doped core, can advantageously make it possible to promote the mechanisms of transfer between rare earths by limiting in particular a dissipation by the phonons.
  • the nanoparticles according to the invention may have a size ranging from 1 to
  • the shell of the nanoparticles according to the invention may have a thickness of less than or equal to 10 nm, in particular ranging from 1 to 10 nm.
  • the nanoparticles according to the invention are functionalized on the surface by at least one organic ligand.
  • the organic ligands used are capable of absorbing photons of wavelength between 300 and 500 nm, in particular between 300 and 400 nm.
  • the ligands used are able to efficiently transfer the energy of the photons thus absorbed with terbium.
  • the organic ligands that can be used according to the invention can more particularly have a level of energy 3 ⁇ * and / or 1 ⁇ *.
  • the transfer of energy of the photons absorbed by the organic ligand to the terbium said nanoparticle is a level of energy transfer 3 ⁇ * ligand to level 5 D 4 of Tb, as shown schematically in Figure 2.
  • the organic ligands that can be used to functionalize the surface of the nanoparticles according to the invention can be of varied nature.
  • ligands may be more particularly chosen from the following compounds: i. terpyridine derivatives of formula (a)
  • R 1 substituents are independently selected from carboxylic and 2H-tetrazol-5-yl (zH) groups; and R represents a group chosen from:
  • n-Oct meaning the n-octyl radical
  • the ligand may be chosen from the terpyridine derivatives of formula (a) above, in which:
  • R 1 and R 2 are independently selected from carboxylic and 2H-tetrazol-5-yl (zH) groups.
  • the ligand may be chosen from the bipyridine derivatives of formula (b) above, in which:
  • the ligand may be chosen from the pyridine derivatives of formula (c) above, in which:
  • R 1 is selected from carboxylic and 2H-tetrazol-5-yl groups; iv. salicylic acid (formula (el) below) and its derivatives of formula (e2) and (e3) below
  • said ligand is chosen from the following compounds:
  • Organic ligands are synthesized according to methods known to those skilled in the art.
  • ligands L1 to L10 can be synthesized according to the procedures described in publications [17], [18] and [19].
  • the 8-hydroquinoline derivatives of formula (d) above can be synthesized according to the protocol described in the publication [20].
  • the ligands L1 and L2 are more particularly described in the document WO 2009/037277.
  • the ligands are chosen from ligands having at least one tetrazole unit.
  • the codoped nanoparticles previously prepared as described previously can be dispersed in anhydrous ethanol under agitation or by sonication.
  • the ligand, previously deprotonated in methanol, for example by addition of a base such as potassium hydroxide or triethylamine, can then be added gradually to the solution of particles.
  • the pH is adjusted so as not to lead to a decomplexation of the ligand.
  • the solution of sensitized nanoparticles can then be centrifuged and rinsed several times with anhydrous ethanol, or dialyzed to remove the amount of unreacted ligands with the particle.
  • the synthetic methods are more particularly developed in the examples which follow.
  • the organic ligand is more particularly associated with said nanoparticle via electrostatic interactions.
  • the amounts of ligand are adjusted to allow functionalization to optimize the luminescence of the nanoparticle.
  • the number of ligands used for a nanoparticle of the invention is of course likely to vary with respect to the size of the nanoparticle, its terbium doping rate and the steric hindrance of the organic ligand used.
  • the ligand / terbium molar ratio for a nanoparticle of the invention can range from 0.01 to 1.
  • the present invention relates, in another of its aspects, to the use of the nanoparticles previously described for forming in a photovoltaic device, in particular in a photovoltaic cell, a layer or a deposit having luminescence properties and making it possible to change the spectrum of the incident light.
  • the nanoparticles of the invention are of course arranged between the solar radiation and the photovoltaic cell, so as to modify the incident spectrum seen by the cell.
  • the devices may be more particularly present on the surface of the device, in particular on the glass, within the glass encapsulating the photovoltaic device, on the surface or within the encapsulation layer of the photovoltaic material, or on the surface of the cell. photovoltaic.
  • the nanoparticles of the invention are implemented on the surface or within the encapsulation layer of the photovoltaic material, to minimize the retransmission of the converted photons to the outside of the cell.
  • the functionalized particles according to the invention may be deposited on a surface of the solar cell, for example on the encapsulation glass of the photovoltaic cell.
  • centrifugal coating better known under the name of "spin coating", dip coating, coating). spraying, etc.
  • the functionalized particles according to the invention can be integrated into a sol-gel layer.
  • the sol-gel deposited may be silica or another material adapted from an optical point of view to the cell, for example Si0 2 , Zr0 2 , ZnO, Ti0 2 .
  • the nanoparticles of the invention may be incorporated in an encapsulation polymer for photovoltaic application, for example silicone, EVA (ethylene-vinyl acetate), PMMA (polymethyl methacrylate).
  • the sensitized particles may be premixed with the monomer, and then the polymerization is carried out, optionally in the presence of a catalyst, to form an encapsulation layer.
  • these methods for implementing the nanoparticles according to the invention within a photovoltaic device do not affect the luminescence properties of said nanoparticles.
  • Figure 1 Comparison of the solar spectrum (1) with the spectral responses of two types of conventional silicon-based (2) and CIGS-based (3) solar cells.
  • Figure 2 Schematic representation of the ligand / Tb charge transfer mechanisms and quantum-cutting Tb / Yb for a nanoparticle of the invention Tb / Yb codopee and sensitized with an organic ligand.
  • FIG. 3 Schematic representation of nanoparticles according to the invention: nanoparticle formed of a single codoped Tb and Yb crystalline organization (FIG. 3a), or of the heart / shell type formed of 2 crystalline organizations, one forming the core being codoped Yb and Tb ( Figure 3b) or Yb-doped ( Figure 3c), the second forming the shell being Tb-doped.
  • FIG. 5 Emission spectra of Tb (FIG. 5a) and Yb (FIG. 5b) in Tb and Yb codoped nanoparticles with a Tb doping rate of 15% and variable Yb doping levels (0; 1, 3, 7 and 10%).
  • Figure 6 Emission spectra of Tb in Tb-doped nanoparticles and sensitized with varying amounts of L1 ligand.
  • Figure 7 Emission spectra of Tb in Tb-doped nanoparticles and sensitized, or not, with salicylic acid.
  • FIG. 9 Emission spectra of Tb (FIG. 9a) and Yb (FIG. 9b) in nanoparticles of NaYF 4 encoded Tb and Yb and sensitized by the organic ligand L2.
  • Quantum cutting nanoparticles formed of a Tb and Yb-coded NaYF 4 matrix, with a 15% Tb doping rate and a 5% Yb doping level were synthesized according to the following protocol, similar to that described by Li Gao et al. [13].
  • 0.48 mmol of sodium acetate trihydrate is dissolved in 10 ml of ice-cold acetic acid. The whole is stirred for 5 to 10 minutes at room temperature.
  • 0.3 ml of an aqueous solution of YC1 3 (0.5 mol / l) is added to the mixture.
  • the mixture is stirred for 3 minutes then heated to 106 ° C in 5 to 15 minutes, and finally refluxed for 80 minutes at 120 ° C.
  • the emission and excitation spectra are obtained using a fluorimeter (Horiba Jobin Yvon FL3-22 equipped with a double excitation monochromator network) and a photomultiplier (R928P Hamamatsu) for the measurements of emission in the visible.
  • the lamp used is a 450 W Xenon lamp.
  • excitation ( exc ) and emission wavelengths ( ⁇ m ) used to obtain the emission and excitation spectra are shown in the figures.
  • the emission spectrum of Yb is obtained by fixing XC at 377 nm.
  • a maximum of Yb luminescence is observed by exciting at a wavelength exceeding 377 nm corresponding to the level of absorption. of Tb, which shows that a transfer of energy between Tb and Yb occurs within the codoped nanoparticle.
  • the emission spectra are obtained as described above, for codoped nanoparticles Yb and Tb synthesized as described above, having a constant Tb doping rate of 15% and variable Yb doping levels (0; 1; 3; 7 and 10%).
  • Figure 5 shows the emission spectra of Tb (Figure 5a) and Yb (Figure 5a).
  • Terbium luminescence lifetime measurements were also made according to the following protocol, using a pulsed lamp of 25 W Xe / Hg and a photomultiplier R928P (Hamamatsu).
  • the sample is excited at 377 nm with the pulsed lamp (40 ms tap) and the luminescence decay at 544 nm is recorded for the Tb.
  • the integration of this signal makes it possible to determine the luminescence lifetime.
  • the organic ligand (6,6 “-di (2H-tetrazol-5-yl) -2,2 ': 6', 2" -terpyridine (L1) or salicylic acid) is dissolved in anhydrous methanol in the presence of a at four base equivalents (triethylamine or potassium hydroxide) (ligand concentration around 1.10 "3 mol / L) in order to deprotonate the alcohol and amine functions of the ligand.
  • a at four base equivalents triethylamine or potassium hydroxide
  • Tb doped nanoparticles synthesized according to a protocol similar to that described in Example 1, are dispersed in anhydrous ethanol at a rate of 5 to 10 mg / mL of ethanol).
  • Both solutions are then mixed.
  • the pH is maintained during mixing at a value between 8 and 10, in order to avoid decomplexation of the ligand / particle system.
  • the solution of nanoparticles thus sensitized is then either centrifuged and rinsed several times with anhydrous ethanol, or dialyzed to remove the amount of unreacted ligands with the nanoparticles.
  • the luminescence of the Tb is measured as described in Example 1 for sensitized nanoparticles obtained by implementing ligand quantities Ll of 0 ⁇ , at 80 ⁇ .
  • FIG. 6 shows the luminescence nanoparticles doped with Tb by exciting the ligand (AE XC 320 nm) and by varying the added volume of ligand.
  • YF 3 nanoparticles codoped at Tb and Yb, with a doping level for Tb of 1% and a doping level for Yb of 10% were synthesized according to the following protocol.
  • the heating is continued at 70 ° C. until a white haze appears (-3-4 hours) and is then allowed to return to ambient temperature.
  • a translucent gel is recovered by successive centrifugations (speed> 10000 rpm and time 15-20 min) of the supernatant
  • the gel is finally dispersed in anhydrous ethanol
  • nanoparticles dispersed in anhydrous ethanol are sensitized with salicylic acid, according to the protocol described in Example 2.
  • Tb The luminescence of Tb is measured as described in Example 1 for the same concentration of Tb and Yb codoped nanoparticles sensitized with salicylic acid on the one hand, and non-sensitized Tb and Yb codoped nanoparticles on the other hand.
  • the luminescence of the Tb and Yb codoped YF 3 particles and the non-sensitized ones is not visible, unlike that of a solution of the same concentration of codoped nanoparticles sensitized with salicylic acid.
  • NaYF4 nanoparticles codoped at Tb and Yb are synthesized as described in Example 1.
  • Yb can be increased by sensitizing them with an organic ligand.
  • Nanoparticles of Yb-doped NaYF 4 synthesized according to the protocol described in Example 1, are sensitized with a quinoline derivative, previously deprotonated with a base, according to the protocol described in Example 2, and then washed with ethanol to remove the excess of ligand that would not have reacted.
  • the nanoparticles thus sensitized are dispersed in ethanol and deposited by evaporation of the solvent on a glass slide.
  • the sensitized nanoparticles are incorporated into an encapsulation polymer (Rhodia RTV silicone).
  • this example demonstrates the resistance of particles sensitized by an organic ligand, and the possibility of implementing them in a photovoltaic device, for example in the encapsulant of the cell or deposited as a layer on the surface, without affecting their properties in terms of luminescence.

Abstract

The present invention relates to a cascaded photon-emitting nanoparticle partially consisting or at least one crystal matrix of formula (I): Na(1-n)XF(4-n), where n is equal to 0 or 1, and X is a rare earth element selected from yttrium, gadolinium and lanthanum; or of formula (III): MF2, where M is selected from magnesium, calcium, strontium and barium, said nanoparticle being: codoped, at the crystal matrix(es), with the terbium and ytterbium, with a doping rate for Tb of 1 to 15% relative to X, and a doping rate for Yb of 1 to 30% relative to X; and functionalized at the surface thereof by at least one organic ligand capable of absorbing photons having a wavelength of between 300 and 500 nm and capable of transferring the absorbed photon energy to the terbium. The invention further relates to the use of such nanoparticles for forming a spectral conversion layer in a photovoltaic device.

Description

NANOPARTICULE A EMISSION DE PHOTONS EN CASCADE CODOPEE EN TERBIUM ET YTTERBIUM, ET FONCTIONNALISEE PAR UN  NANOPARTICLE WITH TRANSMISSION OF PHOTONS IN CASCADE CODOPED IN TERBIUM AND YTTERBIUM, AND FUNCTIONALIZED BY ONE
LIGAND ORGANIQUE  ORGANIC LIGAND
La présente invention concerne le domaine des dispositifs photo voltaïques. Elle a plus particulièrement pour objet de nouvelles nanoparticules et leur utilisation pour améliorer le rendement des dispositifs photovoltaïques. The present invention relates to the field of photo voltaic devices. It more particularly relates to new nanoparticles and their use to improve the performance of photovoltaic devices.
Une des préoccupations constantes dans la recherche et le développement des cellules photovoltaïques est d'augmenter leur rendement, tout en les rendant économiquement viables. A cet effet, on cherche plus particulièrement à obtenir la meilleure adéquation entre le spectre solaire et le spectre de sensibilité du matériau mis en œuvre au sein du dispositif photovoltaïque pour effectuer la conversion photovoltaïque. Pour ce faire, deux alternatives ont été envisagées : trouver le matériau photovoltaïque ayant une efficacité spectrale la mieux adaptée au spectre solaire, ou adapter le spectre de la lumière incidente arrivant sur la cellule à la réponse spectrale du matériau photovoltaïque.  One of the constant concerns in the research and development of photovoltaic cells is to increase their efficiency, while making them economically viable. For this purpose, we seek more particularly to obtain the best match between the solar spectrum and the sensitivity spectrum of the material used in the photovoltaic device to perform the photovoltaic conversion. To do this, two alternatives have been considered: find the photovoltaic material having a spectral efficiency best suited to the solar spectrum, or adapt the spectrum of incident light arriving on the cell to the spectral response of the photovoltaic material.
Pour ce qui est de la première alternative, il a été développé divers types de cellules solaires, notamment des cellules dites à multi-jonctions qui sont composées de plusieurs couches permettant de convertir différentes parties du spectre solaire et ainsi d'obtenir des meilleurs rendements de conversion. Malheureusement, le développement de telles cellules est limité au regard de leur coût de fabrication élevé. Par ailleurs, comme illustré en Figure 1 comparant le spectre solaire (1) à la réponse spectrale de deux types de cellule solaire conventionnelle, l'une à base de silicium (2) et l'autre à base de CIGS (cuivre, indium, gallium et sélénium) (3), le rendement de ces cellules solaires n'est pas optimum pour des longueurs d'onde entre 300 et 500 nm, en particulier en-dessous de 450 nm, alors que ces longueurs d'ondes correspondent à un maximum d'émission solaire.  With regard to the first alternative, various types of solar cells have been developed, in particular so-called multi-junction cells which are composed of several layers making it possible to convert different parts of the solar spectrum and thus to obtain better yields of solar cells. conversion. Unfortunately, the development of such cells is limited in view of their high manufacturing cost. Moreover, as illustrated in FIG. 1 comparing the solar spectrum (1) to the spectral response of two types of conventional solar cell, one based on silicon (2) and the other based on CIGS (copper, indium, gallium and selenium) (3), the efficiency of these solar cells is not optimum for wavelengths between 300 and 500 nm, in particular below 450 nm, whereas these wavelengths correspond to maximum solar emission.
La seconde alternative consiste à modifier le spectre incident en absorbant les parties du spectre solaire peu converties par la cellule, en particulier entre 300 et 500 nm, et en réémettant des photons de plus faible énergie correspondant à l'optimum d'efficacité de la cellule solaire, par exemple au-dessus de 500 nm, et plus particulièrement entre 800 et 1000 nm pour une cellule de silicium.  The second alternative consists in modifying the incident spectrum by absorbing the parts of the solar spectrum which are little converted by the cell, in particular between 300 and 500 nm, and by retransmitting photons of lower energy corresponding to the optimum efficiency of the cell. solar, for example above 500 nm, and more particularly between 800 and 1000 nm for a silicon cell.
Dans cette voie, il a été plus particulièrement proposé l'utilisation de matériaux luminescents qui, pour un photon absorbé, sont capables de réémettre un photon de plus faible énergie. Ce mécanisme de génération de photons de plus basse énergie est plus connu sous l'appellation en langue anglaise de « down shifting ». On peut par exemple citer la mise en œuvre de nanoparticules de fluorure dopées en europium [1] ou encore l'ajout de luminophore organique [2] pour augmenter le rendement de cellules à pigment photosensible (encore appelées cellules DSCC ou cellules Grâtzel). On peut encore citer la publication de Marchionna et al. [3] qui propose l'intégration de complexes organo- lanthanide d'Eu dans du silicone servant à encapsuler la cellule photovoltaïque de silicium, pour conduire à une augmentation du rendement de conversion photovoltaïque. In this way, it has been more particularly proposed the use of luminescent materials which, for an absorbed photon, are capable of reemitting one photon more low energy. This mechanism of lower energy photon generation is better known by the English name of "down shifting". For example, the use of europium doped fluoride nanoparticles [1] or the addition of organic phosphor [2] can be used to increase the yield of photosensitive pigment cells (also called DSCC cells or Grâtzel cells). We can also mention the publication of Marchionna et al. [3] which proposes the integration of Eu organo-lanthanide complexes in silicone for encapsulating the silicon photovoltaic cell, to lead to an increase in the photovoltaic conversion efficiency.
Par ailleurs, le document WO 2011/038335 décrit le dépôt d'un film de polymère en face avant et face arrière d'une cellule solaire bifaciale pour effectuer respectivement de la down- et de la up-conversion à partir de toute sorte de matériaux luminescents, comme par exemple des fluorophores organiques, des nanoparticules inorganiques dopées terre -rare, des quantum dots et des organolanthanides.  Furthermore, the document WO 2011/038335 describes the deposition of a polymer film on the front face and the rear face of a bifacial solar cell in order respectively to perform down- and up-conversion from all kinds of materials. luminescent materials, such as organic fluorophores, inorganic nanoparticles doped with earth, quantum dots and organolanthanides.
On peut encore citer le document US 2009/0156786, qui décrit l'incorporation de phosphore dans un film transparent pour absorber les rayonnements UV afin d'augmenter le rendement des cellules solaires. L'absorption de ces phosphores s'effectue sur une plage de longueur d'onde inférieure à 400 nm pour une réémission entre 500 et 780 nm.  We can also mention the document US 2009/0156786, which describes the incorporation of phosphorus in a transparent film to absorb UV radiation to increase the efficiency of solar cells. The absorption of these phosphors takes place over a wavelength range of less than 400 nm for a re-emission between 500 and 780 nm.
La présente invention vise à tirer profit d'un autre mécanisme de conversion spectrale : celui de l'émission de photons en cascade, également connu sous les appellations de « multi-génération de photons » et, en langue anglaise, de « quantum cutting ». Ces appellations désignent la capacité de certains matériaux à absorber un photon de forte énergie et à réémettre plusieurs photons de plus faible énergie. Autrement dit, ce type de matériaux présente un rendement quantique supérieur à 100 %.  The present invention aims to take advantage of another spectral conversion mechanism: that of the emission of photons in cascade, also known under the names of "multi-generation of photons" and, in English, of "quantum cutting" . These designations refer to the ability of certain materials to absorb a high energy photon and to re-emit several photons of lower energy. In other words, this type of material has a quantum efficiency greater than 100%.
Les matériaux à quantum cutting sont étudiés depuis longtemps pour l'éclairage. On peut par exemple citer l'article de Ronda [4], listant un certain nombre de matériaux à quantum cutting et leurs applications pour l'éclairage. Ces matériaux sont généralement basés sur un codopage en terres-rares, avec une première terre rare choisie comme ion activateur, absorbant les photons incidents et transmettant son énergie à une seconde terre rare dite ion émetteur. De nombreuses matrices ont été testées pour ce type de matériau. Par exemple, les propriétés de quantum cutting entre le terbium et Pytterbium ont été mesurées dans différentes matrices, telles que les fluorures [5], les phosphates [6], les borates [7], les oxydes [8], les surfures, etc. Malheureusement, la mise en œuvre des matériaux à émission de photons en cascade dans des dispositifs photovoltaïques pose deux difficultés majeures. Quantum cutting materials have been studied for a long time for lighting. For example, the Ronda article [4] lists a number of quantum cutting materials and their applications for lighting. These materials are generally based on a rare-earth codopage, with a first rare earth chosen as the activator ion, absorbing the incident photons and transmitting its energy to a second rare earth called the emitter ion. Many matrices have been tested for this type of material. For example, the quantum cutting properties between terbium and pyrterbium have been measured in different matrices, such as fluorides [5], phosphates [6], borates [7], oxides [8], surfures, etc. . Unfortunately, the implementation of cascaded photon emission materials in photovoltaic devices poses two major difficulties.
Tout d'abord, les matériaux à quantum cutting sont généralement synthétisés sous la forme de poudre micrométrique. Or, la mise en œuvre de particules de taille micrométrique ou sous une forme agrégée est susceptible de poser des problèmes en termes de diffusion de la lumière incidente, ce qui conduit à une perte de rendement de la cellule solaire.  First, quantum cutting materials are generally synthesized in the form of micrometer powder. However, the implementation of particles of micrometric size or in aggregate form is likely to cause problems in terms of incident light scattering, which leads to a loss of efficiency of the solar cell.
Egalement, les matériaux inorganiques dopés en terres rares présentent un faible coefficient d'absorption. Ainsi, même si le rendement quantique obtenu est important avec de tels matériaux, la quantité de photons absorbés, et donc convertis, reste faible.  Also, inorganic materials doped with rare earths have a low absorption coefficient. Thus, even if the quantum yield obtained is important with such materials, the amount of photons absorbed, and therefore converted, remains low.
En conséquence, les matériaux à quantum-cutting actuellement développés ne permettent pas de donner entière satisfaction pour une mise en œuvre dans des dispositifs photovoltaïques en vue d'améliorer leur rendement.  Consequently, the quantum-cutting materials currently developed do not make it possible to give complete satisfaction for an implementation in photovoltaic devices in order to improve their efficiency.
La présente invention vise précisément à proposer un nouveau type de matériaux permettant de palier les inconvénients précités. The present invention aims precisely to provide a new type of material to overcome the aforementioned drawbacks.
Ainsi, la présente invention concerne, selon un premier de ses aspects, une nanoparticule à émission de photons en cascade, formée au moins en partie d'au moins une matrice cristalline de formule (I) : Thus, the present invention relates, according to a first of its aspects, to a cascaded photon emission nanoparticle, formed at least in part by at least one crystalline matrix of formula (I):
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dans laquelle n vaut 0 ou 1 ; et X est une terre rare choisie parmi l'yttrium, le gadolinium et le lanthane ; wherein n is 0 or 1; and X is a rare earth selected from yttrium, gadolinium and lanthanum;
ou de formule (III) :  or of formula (III):
MF2 MF 2
dans laquelle M est choisi parmi le magnésium, le calcium, le strontium et le baryum ; ladite nanoparticule étant : wherein M is selected from magnesium, calcium, strontium and barium; said nanoparticle being:
- codopée au niveau de la ou desdites matrice(s) cristalline(s) en terbium (Tb) et ytterbium (Yb), avec un taux de dopage atomique pour Tb allant de 1 à 15 % par rapport à X ou M , et un taux de dopage atomique pour Yb allant de 1 à 30 % par rapport à X ou M; et - fonctionnalisée en surface, par au moins un ligand organique possédant un pouvoir d'absorption des photons de longueur d'onde comprise entre 300 et 500 nm et capable de transférer l'énergie des photons absorbée au terbium. co-doped at the level of said crystalline matrix (s) in terbium (Tb) and ytterbium (Yb), with an atomic doping level for Tb ranging from 1 to 15% relative to X or M, and a Atomic doping rate for Yb ranging from 1 to 30% relative to X or M; and - Functionalized at the surface by at least one organic ligand having a wavelength absorption capacity of photons between 300 and 500 nm and capable of transferring the energy of the photons absorbed to terbium.
Les inventeurs ont ainsi découvert qu'il est possible d'améliorer le rendement d'un dispositif photovoltaïque en mettant en œuvre des nanoparticules inorganiques codopées en terbium et ytterbium, présentant des propriétés d'émission de photons en cascade, et fonctionnalisées par un ligand organique.  The inventors have thus discovered that it is possible to improve the efficiency of a photovoltaic device by implementing inorganic nanoparticles codoped in terbium and ytterbium, exhibiting properties of photon emission in cascade, and functionalized by an organic ligand. .
La fonctionnalisation de particules par des ligands a déjà été proposée, par exemple pour sensibiliser des nanoparticules de NaYF4 dopées par un ion lanthanide tel que Nd ou Yb par Zhang et al. [9], ou encore pour des nanoparticules de LaF3 dopées par Eu par Janssen et al. [10]. On peut encore citer l'article de Benisvy et al. [11] proposant la sensibilisation du Tb par un ligand organique ou encore la publication de Hasegawa et al. Functionalization of particles with ligands has already been proposed, for example to sensitize nanoparticles of NaYF 4 doped with a lanthanide ion such as Nd or Yb by Zhang et al. [9], or for Eu-doped LaF 3 nanoparticles by Janssen et al. [10]. We can also quote the article by Benisvy et al. [11] proposing the sensitization of Tb by an organic ligand or the publication of Hasegawa et al.
[12], décrivant la sensibilisation par des fonctions organiques de matériaux polymères de clusters d'oxyde d'Eu. [12], describing the sensitization by organic functions of polymeric materials of Eu oxide clusters.
Toutefois, à la connaissance des inventeurs, l'utilisation de ligands organiques n'a jamais été proposée à des fins de sensibiliser des nanoparticules à émission de photons en cascade. La mise en œuvre des nanoparticules selon l'invention pour des dispositifs photo voltaïques s'avère particulièrement avantageuse.  However, to the inventors' knowledge, the use of organic ligands has never been proposed for the purpose of sensitizing nanoparticles with photon emission in cascade. The implementation of the nanoparticles according to the invention for photo voltaic devices is particularly advantageous.
Tout d'abord, la taille nanométrique de ces particules permet d'éviter les pertes par diffraction évoquées précédemment. De telles nanoparticules permettent également d'optimiser le rapport surface/volume, et donc l'énergie susceptible d'être absorbée par unité de surface du dispositif photovoltaïque.  First of all, the nanometric size of these particles makes it possible to avoid the diffraction losses mentioned above. Such nanoparticles also make it possible to optimize the surface / volume ratio, and therefore the energy that can be absorbed per unit area of the photovoltaic device.
Par ailleurs, comme illustré par les exemples qui suivent, les nanoparticules de l'invention présentent un facteur d'absorption élevé dans les longueurs d'onde de 300 à 500 nm, correspond au maximum d'émission solaire. Egalement, comme démontré par les exemples 3 et 4 qui suivent, la mise en œuvre d'un ligand organique selon l'invention permet d'obtenir une luminescence accrue pour les nanoparticules de l'invention.  Moreover, as illustrated by the following examples, the nanoparticles of the invention have a high absorption factor in the wavelengths of 300 to 500 nm, corresponds to the maximum solar emission. Also, as demonstrated by Examples 3 and 4 which follow, the implementation of an organic ligand according to the invention makes it possible to obtain an increased luminescence for the nanoparticles of the invention.
Enfin, comme illustré en exemple 5, l'intégration des nanoparticules de l'invention à des dispositifs photovoltaïques n'affecte pas leurs propriétés de luminescence. Ainsi, selon un autre de ses aspects, la présente invention concerne l'utilisation des nanoparticules de l'invention pour former, dans un dispositif photovoltaïque, une couche ou un dépôt présentant des propriétés de luminescence et permettant de modifier le spectre de la lumière incidence. Finally, as illustrated in Example 5, the integration of the nanoparticles of the invention with photovoltaic devices does not affect their luminescence properties. Thus, according to another of its aspects, the present invention relates to the use of the nanoparticles of the invention to form, in a photovoltaic device, a layer or a deposit exhibiting luminescence properties and making it possible to modify the spectrum of light incidence. .
Elle vise encore, selon un autre de ses aspects, un dispositif, en particulier photovoltaïque, comprenant une couche ou un dépôt formé(e) des nanoparticules de l'invention.  It also aims, according to another of its aspects, a device, in particular photovoltaic, comprising a layer or a deposit formed (e) nanoparticles of the invention.
D'autres caractéristiques, variantes et avantages des nanoparticules selon l'invention, et de leur mise en œuvre dans un dispositif photovoltaïque, ressortiront mieux à la lecture de la description, des exemples et des figures qui suivent, donnés à titre illustratif et non limitatif de l'invention. Other characteristics, variants and advantages of the nanoparticles according to the invention, and of their implementation in a photovoltaic device, will emerge more clearly on reading the description, examples and figures which follow, given for illustrative and non-limiting purposes. of the invention.
Dans la suite du texte, les expressions « compris entre ... et ... », « allant de ... à ... » et « variant de ... à ... » sont équivalentes et entendent signifier que les bornes sont incluses, sauf mention contraire.  In the remainder of the text, the expressions "between ... and ...", "ranging from ... to ..." and "varying from ... to ..." are equivalent and mean to mean that terminals are included unless otherwise stated.
Sauf indication contraire, l'expression « comportant/comprenant un(e) » doit être comprise comme « comportant/comprenant au moins un(e) ».  Unless otherwise indicated, the expression "comprising / including a" shall be understood as "comprising / including at least one".
NANOPARTICULE NANO
Comme précisé précédemment, les nanoparticules selon l'invention sont formées au moins en partie d'au moins une matrice cristalline de formule (I) : As specified above, the nanoparticles according to the invention are formed at least in part of at least one crystalline matrix of formula (I):
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dans laquelle n vaut 0 ou 1 ; et X est une terre rare choisie parmi l'yttrium (Y), le gadolinium (Gd) et le lanthane (La) ; wherein n is 0 or 1; and X is a rare earth selected from yttrium (Y), gadolinium (Gd) and lanthanum (La);
ou de formule (III) :  or of formula (III):
MF2 MF 2
dans laquelle M est choisi parmi le magnésium, le calcium, le strontium et le baryum. wherein M is selected from magnesium, calcium, strontium and barium.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, les nanoparticules selon l'invention sont formées au moins en partie d'au moins une matrice cristalline de formule (I), en particulier dans laquelle X est l'yttrium. Autrement dit, les nanoparticules selon l'invention peuvent être formées au moins en partie d'au moins une matrice cristalline de formule NaYF4 ou YF3. En particulier, une nanoparticule selon l'invention peut comprendre, voire, selon une variante de réalisation, être formée, d'une matrice de formule NaYF4. According to a particularly preferred embodiment, the nanoparticles according to the invention are formed at least in part of at least one crystalline matrix of formula (I), in particular in which X is yttrium. In other words, the nanoparticles according to the invention may be formed at least in part of at least one crystalline matrix of formula NaYF 4 or YF 3 . In particular, a nanoparticle according to the invention may comprise, or even, according to an alternative embodiment, be formed of a matrix of NaYF 4 formula.
Selon un autre aspect de l'invention, les nanoparticules de l'invention sont codopées au niveau de la ou desdites matrice(s) cristalline(s) de formule (I) précitée en terbium (Tb) et en ytterbium (Yb), avec un taux dopage pour Tb, exprimé par rapport à X (pour la matrice cristalline de formule (I)) ou M (pour la matrice cristalline de formule (III)), compris entre 1 et 15 % et un taux de dopage pour Yb, exprimé par rapport à X ou M, compris entre 1 et 30 %, en particulier entre 1 et 10 %. According to another aspect of the invention, the nanoparticles of the invention are codoped at the crystalline matrix (s) of formula (I) above in terbium (Tb) and in ytterbium (Yb), with a doping level for Tb, expressed with respect to X (for the crystalline matrix of formula (I)) or M (for the crystalline matrix of formula (III)), between 1 and 15% and a doping level for Yb, expressed with respect to X or M, between 1 and 30%, in particular between 1 and 10%.
Les taux de dopage en terbium et ytterbium sont exprimés en pourcentage atomique par rapport à X ou par rapport à M, comme représenté plus particulièrement, dans le cadre de la mise en œuvre d'une matrice cristalline de formule (I)), dans la formule (II) qui suit.  The terbium and ytterbium doping levels are expressed as an atomic percentage with respect to X or with respect to M, as represented more particularly, in the context of the implementation of a crystalline matrix of formula (I), in the formula (II) which follows.
Comme illustré dans les exemples qui suivent, la mise en œuvre du couple Tb/Yb au sein d'une matrice cristalline selon l'invention permet avantageusement un transfert d'énergie efficace de l'ion activateur (Tb) vers l'ion émetteur (Yb). Ce transfert de charge entre les niveaux d'énergie du Tb et ceux de l'Yb est représenté schématiquement en Figure 2. Ainsi, le Tb qui, lui-même, transfère son énergie à l'Yb qui va émettre pour un photon absorbé, deux photons de plus faible énergie, Le Tb et l'Yb sont plus particulièrement présents au sein de la matrice cristalline de formule (I) précitée en position de substitution.  As illustrated in the examples which follow, the implementation of the Tb / Yb pair within a crystalline matrix according to the invention advantageously allows efficient energy transfer from the activating ion (Tb) to the emitter ion ( Yb). This charge transfer between the energy levels of the Tb and those of the Yb is shown schematically in FIG. 2. Thus, the Tb which, itself, transfers its energy to the Yb which will emit for an absorbed photon, two photons of lower energy, Tb and Yb are more particularly present in the crystalline matrix of formula (I) above in the substitution position.
En particulier, la distance entre le Tb et l'Yb est de préférence de l'ordre de quelques nanomètres, en particulier inférieure à 10 nm.  In particular, the distance between the Tb and the Yb is preferably of the order of a few nanometers, in particular less than 10 nm.
Plusieurs variantes de nanoparticules selon l'invention sont envisageables. En particulier, comme développé par la suite, les nanoparticules de l'invention peuvent être formées d'une unique matrice de formule (I) précitée ou, alternativement, de deux matrices cristallines de formules (I) distinctes. Several variants of nanoparticles according to the invention are possible. In particular, as developed subsequently, the nanoparticles of the invention may be formed of a single matrix of formula (I) above or, alternatively, two crystalline matrices of formulas (I) distinct.
Ainsi, selon une première variante de réalisation, une nanoparticule de l'invention peut être formée d'une unique matrice cristalline de formule (I), codopée, de manière homogène, en Tb et Yb. Cette variante est représentée en Figure 3a. Autrement dit, une nanoparticule de l'invention peut être de formule (II) suivante : Thus, according to a first variant embodiment, a nanoparticle of the invention may be formed of a single crystalline matrix of formula (I), codoped homogeneously in Tb and Yb. This variant is represented in FIG. 3a. In other words, a nanoparticle of the invention may be of formula (II) below:
Na (i_n)X(i_x_y)F(4-n)(Tb)x(Yb)y Na (i_ n ) X (i_ x _ y) F (4-n ) (Tb) x (Yb) y
avec : with:
- n= 0 ou 1 ;  - n = 0 or 1;
- X étant une terre rare choisie parmi l'yttrium, le gadolinium et le lanthane, de préférence étant l'yttrium ;  X being a rare earth selected from yttrium, gadolinium and lanthanum, preferably yttrium;
- le taux de dopage en Tb de la nanoparticule, x, étant compris entre 1 et 15 % ; et the doping level in Tb of the nanoparticle, x, being between 1 and 15%; and
- le taux de dopage en Yb de la nanoparticule, y, étant compris entre 1 et 30 %, en particulier entre 1 et 10 %. the Yb doping rate of the nanoparticle, y, being between 1 and 30%, in particular between 1 and 10%.
A titre d'exemple, il peut s'agir d'une nanoparticule de NaYF4 codopée, de manière homogène, en Tb et Yb, en particulier avec un taux de dopage en Tb d'environ 15 % par rapport à Y et un taux de dopage en Yb allant de 5 à 20 % par rapport à Y, en particulier d'environ 10 %. By way of example, it may be a NaYF 4 nanoparticle homogeneously coded in Tb and Yb, in particular with a Tb doping level of approximately 15% with respect to Y and a rate of Yb doping ranging from 5 to 20% relative to Y, in particular about 10%.
Autrement dit, cette nanoparticule peut être de formule chimique suivante : In other words, this nanoparticle can be of the following chemical formula:
NaYo,75F4Tbo, 15 Yb0, 10 · NaYo, 7 5 F 4 Tbo, 15 Yb 0 , 10 ·
Il appartient à l'homme du métier de mettre en œuvre les méthodes adéquates pour synthétiser les nanoparticules codopées selon l'invention.  It is up to those skilled in the art to implement the appropriate methods for synthesizing the codoped nanoparticles according to the invention.
A titre d'exemple, les nanoparticules de NaYF4 codopées Tb et Yb peuvent être préparées selon le protocole décrit par Gao et al. [13] pour la synthèse de nanoparticules de NaYF4 codopée Er et Yb, en adaptant ce protocole pour un codopage en Tb et Yb. Ces méthodes de synthèse sont plus particulièrement développées dans les exemples qui suivent. Selon une seconde variante de réalisation de l'invention, une nanoparticule de l'invention peut présenter une structure de type cœur/coquille, le terbium étant au moins présent au niveau de la coquille. By way of example, the nanoparticles of NaYF 4 codoped Tb and Yb can be prepared according to the protocol described by Gao et al. [13] for the synthesis of nanoparticles of NaYF 4 codoped Er and Yb, adapting this protocol for codopage in Tb and Yb. These synthetic methods are more particularly developed in the following examples. According to a second variant embodiment of the invention, a nanoparticle of the invention may have a core / shell structure, the terbium being at least present at the shell.
Une nanoparticule de type cœur/coquille selon l'invention peut être ainsi constituée :  A heart / shell nanoparticle according to the invention may thus be constituted:
- d'un cœur de formule chimique (Ha) suivante :  - a heart of chemical formula (Ha) following:
Na(i_„i)X(i_xi_yi)F(4-ni)(Tb)xi(Yb)yi ; et Na ( i-1) x (i- x i- y i ) F (4-nl ) (Tb) x i (Yb) y i; and
- d'une coquille de formule chimique (Ilb) suivante :  - of a shell of chemical formula (Ilb) following:
Na(i_n2)X'(i_x2-y2)F(4-n)(Tb)x2(Yb)y2 avec : Na (i_ n 2) X '(i x2- y 2 ) F (4-n) (Tb) x 2 (Yb) y 2 with:
- ni et n2, identiques ou différents, étant choisis parmi 0 ou 1 ;  - Ni and n2, identical or different, being selected from 0 or 1;
- X et X', identiques ou différents, étant choisis parmi l'yttrium, le gadolinium et le lanthane ;  - X and X ', identical or different, being chosen from yttrium, gadolinium and lanthanum;
- le taux de dopage en terbium de la nanoparticule, x=xi+x2, étant compris entre 1 etthe terbium doping rate of the nanoparticle, x = xi + x 2 , being between 1 and
15 % ; et 15%; and
- le taux de dopage en ytterbium de la nanoparticule, y=yi+y2, étant compris entre 1 et 30 %, en particulier entre 1 et 10 % ; the ytterbium doping level of the nanoparticle, y = yi + y 2 , being between 1 and 30%, in particular between 1 and 10%;
avec x2 étant non nul.  with x2 being non-zero.
L'homme du métier est à même de mettre en œuvre les méthodes de synthèse adaptées à la synthèse de ce type d'architecture cœur/coquille comme décrites par exemple dans les publications [14], [15] et [16]. Le cœur et la coquille d'une nanoparticule selon l'invention peuvent se distinguer par la nature de leur matrice cristalline de formule (I) précitée et/ou par leur taux de dopage respectif en Tb et/ou en Yb. Those skilled in the art are able to implement synthesis methods adapted to the synthesis of this type of architecture core / shell as described for example in the publications [14], [15] and [16]. The core and the shell of a nanoparticle according to the invention can be distinguished by the nature of their crystalline matrix of formula (I) above and / or by their respective doping rate Tb and / or Yb.
Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, une nanoparticule selon l'invention peut être formée d'une unique matrice cristalline de formule (I), les taux de dopage en terbium et/ou en ytterbium étant différents au niveau du cœur et de la coquille de ladite nanoparticule.  Thus, according to one particular embodiment, a nanoparticle according to the invention may be formed of a single crystalline matrix of formula (I), the terbium and / or ytterbium doping levels being different at the level of the core and the shell of said nanoparticle.
Selon un autre mode de réalisation particulier, une nanoparticule selon l'invention peut être formée de deux matrices cristallines de formules (I) distinctes, constituant respectivement le cœur et la coquille de la nanoparticule.  According to another particular embodiment, a nanoparticle according to the invention may be formed of two crystalline matrices of formulas (I), respectively constituting the core and the shell of the nanoparticle.
En particulier, lesdites matrices cristallines de formule (I), formant respectivement le cœur et la coquille de la nanoparticule, peuvent se distinguer par la nature de leur terre rare X.  In particular, said crystalline matrices of formula (I), forming respectively the core and the shell of the nanoparticle, can be distinguished by the nature of their rare earth X.
A titre d'exemple, le cœur de la nanoparticule peut être formé d'une matrice cristalline de formule NaYF4, et la coquille d'une matrice cristalline de formule NaGdF4. By way of example, the core of the nanoparticle may be formed of a crystalline matrix of formula NaYF 4 , and the shell of a crystalline matrix of formula NaGdF 4 .
Selon un autre mode de réalisation particulier, les taux de dopage en Tb et/ou en Yb peuvent être différents au niveau du cœur et de la coquille de la nanoparticule. En particulier, l'Yb peut être présent uniquement au niveau du cœur de la nanoparticule. Autrement dit, y2=0 dans la formule (Ilb) précitée. According to another particular embodiment, the doping levels in Tb and / or Yb may be different at the core and the shell of the nanoparticle. In particular, the Yb may be present only at the core of the nanoparticle. In other words, y2 = 0 in the aforementioned formula (IIb).
Selon un autre mode particulier, pouvant être éventuellement combiné au mode précédent, le Tb peut être présent uniquement au niveau de la coquille, autrement dit xl=0 dans la formule (Ha) précitée.  According to another particular mode, possibly being combined with the previous mode, the Tb may be present only at the level of the shell, in other words x1 = 0 in the above formula (Ha).
Il est entendu que les différents modes de réalisation précités peuvent être combinés. Autrement dit, une nanoparticule de type cœur/coquille selon l'invention peut être formée d'un cœur et d'une coquille présentant des formules chimiques respectives distinctes, à la fois au regard de la nature de leur matrice cristalline (notamment de la nature de la terre rare) et au regard de leur taux de dopage respectif en Tb et/ou en Yb. It is understood that the various embodiments mentioned above can be combined. In other words, a heart / shell type nanoparticle according to the invention may be formed of a core and a shell having distinct respective chemical formulas, both with regard to the nature of their crystalline matrix (in particular of the nature rare earth) and with regard to their respective doping levels in Tb and / or in Yb.
A titre d'exemple, une nanoparticule de l'invention peut être constituée d'un cœur formé de la matrice cristalline NaYF4 dopée en Yb ou codopée en Tb et Yb, et d'une coquille formée de la matrice cristalline NaGdF4 dopée en Tb. For example, a nanoparticle of the invention may be composed of a heart formed crystalline matrix doped NaYF 4 or Yb co-doped with Tb and Yb, and a shell formed of the crystalline matrix doped NaGdF 4 Tb.
Bien entendu, les variantes développées précédemment pour des nanoparticules formées au moins en partie d'au moins une matrice cristalline de formule (I) peuvent également être envisagées pour des nanoparticules formées au moins en partie d'au moins une matrice cristalline de formule (III). Par exemple, une nanoparticule selon l'invention peut être formée d'une unique matrice de formule (III) précitée ou, alternativement, de deux matrices cristallines de formules (III) distinctes. Selon un autre mode de réalisation, une nanoparticule de l'invention peut être formée d'une matrice de formule (I) et d'une matrice de formule (III), l'une d'elles formant le cœur et l'autre formant la coquille de la nanoparticule. Of course, the variants previously developed for nanoparticles formed at least in part of at least one crystalline matrix of formula (I) can also be envisaged for nanoparticles formed at least in part of at least one crystalline matrix of formula (III ). For example, a nanoparticle according to the invention may be formed of a single matrix of formula (III) above or, alternatively, two crystalline matrices of formulas (III) distinct. According to another embodiment, a nanoparticle of the invention may be formed of a matrix of formula (I) and of a matrix of formula (III), one of them forming the core and the other forming the shell of the nanoparticle.
De préférence, les nanoparticules de l'invention présentent une structure cœur/coquille, la coquille étant dopée en Tb, et le cœur étant dopé en Tb et Yb ou en Yb. Ces variantes sont illustrées plus particulièrement en Figure 3b et 3c. Preferably, the nanoparticles of the invention have a core / shell structure, the shell being doped with Tb, and the core being doped with Tb and Yb or with Yb. These variants are illustrated more particularly in FIGS. 3b and 3c.
Une telle répartition du co-dopage de la nanoparticule de type cœur/coquille permet avantageusement de favoriser le transfert d'énergie ligand/Tb et le transfert d'énergie Tb/Yb au sein de la nanoparticule. En particulier, le dopage en Yb uniquement au niveau du cœur des nanoparticules peut permettre d'éviter tout phénomène de désexcitation (encore appelé « quenching » en langue anglaise) de l'Yb par le ligand organique fonctionnalisant la surface de la nanoparticule. Such a co-doping distribution of the nanoparticle heart / shell advantageously allows to promote the transfer of ligand / Tb energy and Tb / Yb energy transfer within the nanoparticle. In particular, doping Yb only at the core level of the nanoparticles can make it possible to avoid any phenomenon of de-excitation (also called "quenching" in English) of Yb by the organic ligand functionalizing the surface of the nanoparticle.
Selon un autre mode de réalisation particulièrement préféré, les matrices cristallines constituant respectivement le cœur et la coquille sont de nature distincte.  According to another particularly preferred embodiment, the crystalline matrices constituting respectively the heart and the shell are of a different nature.
La mise en œuvre de deux matrices cristallines distinctes constituant respectivement le cœur et la coquille, et de préférence avec la coquille dopée Tb et le cœur dopé Yb, peut permettre avantageusement de favoriser les mécanismes de transfert entre terre-rares en limitant notamment une dissipation par les phonons. Les nanoparticules selon l'invention peuvent présenter une taille allant de 1 à The implementation of two distinct crystalline matrices constituting respectively the core and the shell, and preferably with the Tb-doped shell and the Yb-doped core, can advantageously make it possible to promote the mechanisms of transfer between rare earths by limiting in particular a dissipation by the phonons. The nanoparticles according to the invention may have a size ranging from 1 to
100 nm, en particulier de 5 à 80 nm, et plus particulièrement de 20 à 60 nm. 100 nm, in particular from 5 to 80 nm, and more particularly from 20 to 60 nm.
En particulier, la coquille des nanoparticules selon l'invention peut présenter une épaisseur inférieure ou égale à 10 nm, en particulier allant de 1 à 10 nm. LIGAND ORGANIQUE  In particular, the shell of the nanoparticles according to the invention may have a thickness of less than or equal to 10 nm, in particular ranging from 1 to 10 nm. ORGANIC LIGAND
Selon un autre aspect de l'invention, les nanoparticules selon l'invention sont fonctionnalisées en surface par au moins un ligand organique.  According to another aspect of the invention, the nanoparticles according to the invention are functionalized on the surface by at least one organic ligand.
Comme indiqué précédemment, les ligands organiques mis en œuvre sont aptes à absorber des photons de longueur d'onde comprise entre 300 et 500 nm, en particulier entre 300 et 400 nm.  As indicated above, the organic ligands used are capable of absorbing photons of wavelength between 300 and 500 nm, in particular between 300 and 400 nm.
Par ailleurs, les ligands utilisés sont aptes à transférer de manière efficace l'énergie des photons ainsi absorbés au terbium.  Moreover, the ligands used are able to efficiently transfer the energy of the photons thus absorbed with terbium.
Les ligands organiques pouvant être mis en œuvre selon l'invention peuvent plus particulièrement présenter un niveau d'énergie 3ππ* et/ou 1 ππ*.  The organic ligands that can be used according to the invention can more particularly have a level of energy 3ππ * and / or 1 ππ *.
Selon un mode de réalisation particulier, le transfert d'énergie des photons absorbés par le ligand organique au terbium de ladite nanoparticule est un transfert d'énergie du niveau 3ππ* du ligand vers le niveau 5D4 de Tb, comme représenté schématiquement en Figure 2. Les ligands organiques pouvant être utilisés pour fonctionnaliser la surface des nanoparticules selon l'invention peuvent être de nature variée. According to a particular embodiment, the transfer of energy of the photons absorbed by the organic ligand to the terbium said nanoparticle is a level of energy transfer 3ππ * ligand to level 5 D 4 of Tb, as shown schematically in Figure 2. The organic ligands that can be used to functionalize the surface of the nanoparticles according to the invention can be of varied nature.
Ces ligands peuvent être plus particulièrement choisis parmi les composés suivants : i. les dérivés de terpyridine de formule (a) These ligands may be more particularly chosen from the following compounds: i. terpyridine derivatives of formula (a)
dans laquelle les substituants Ri sont choisis, indépendamment l'un de l'autre parmi les groupements carboxylique et 2H-tétrazol-5-yle ( zH) ; et R représente un groupement choisi parmi : wherein the R 1 substituents are independently selected from carboxylic and 2H-tetrazol-5-yl (zH) groups; and R represents a group chosen from:
Figure imgf000013_0002
avec n-Oct signifiant le radical n-octyle.
Figure imgf000013_0002
with n-Oct meaning the n-octyl radical.
Plus particulièrement, le ligand peut être choisi parmi les dérivés de terpyridine de formule (a) précitée, dans laquelle : More particularly, the ligand may be chosen from the terpyridine derivatives of formula (a) above, in which:
Ri=TzH, R=H (Ll),  Ri = TzH, R = H (L1),
Figure imgf000013_0003
Il peut encore être choisi parmi les ligands de formule (a) précitée dans laquelle :
Figure imgf000013_0003
It may also be chosen from the ligands of formula (a) above, in which:
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000014_0001
ii. les dérivés de bipyridine de formule (b) et de pyridine de formule (c) suivantes ii. the bipyridine derivatives of formula (b) and pyridine of formula (c) below
Figure imgf000014_0002
dans lesquelles Ri et R2 sont choisis, indépendamment l'un de l'autre parmi les groupements carboxylique et 2H-tétrazol-5-yle ( zH) .
Figure imgf000014_0002
wherein R 1 and R 2 are independently selected from carboxylic and 2H-tetrazol-5-yl (zH) groups.
En particulier, le ligand peut être choisi parmi les dérivés de bipyridine formule (b) précitée, dans laquelle : In particular, the ligand may be chosen from the bipyridine derivatives of formula (b) above, in which:
R1=R2=TzH (L7) R 1 = R 2 = TzH (L7)
R^Tz, R2=COOH, (L8) R ^ Tz, R 2 = COOH, (L8)
R^R^COOH (L9)  R ^ R ^ COOH (L9)
En particulier, le ligand peut être choisi parmi les dérivés de pyridine formule (c) précitée, dans laquelle : In particular, the ligand may be chosen from the pyridine derivatives of formula (c) above, in which:
R1=R2=TzH (L10) R 1 = R 2 = TzH (L10)
R =Tz, R2=COOH, (LU) R = Tz, R 2 = COOH, (LU)
R1=R2=COOH (L12) iii. les dérivés de 8-hydroquinoline de formule (d) R 1 = R 2 = COOH (L 12) iii. the 8-hydroquinoline derivatives of formula (d)
(d)(D)
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0001
dans laquelle Ri est choisi parmi les groupements carboxylique et 2H-tétrazol-5-yle ; iv. l'acide salicylique (formule (el) ci-dessous) et ses dérivés de formule (e2) et (e3) suivantes wherein R 1 is selected from carboxylic and 2H-tetrazol-5-yl groups; iv. salicylic acid (formula (el) below) and its derivatives of formula (e2) and (e3) below
Figure imgf000015_0002
v. les dérivés de formule (f), (g) et (h) suivantes
Figure imgf000015_0002
v. the following derivatives of formula (f), (g) and (h)
Figure imgf000015_0003
Figure imgf000015_0003
(f) (g)  (f) (g)
Figure imgf000015_0004
Figure imgf000015_0004
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, ledit ligand est choisi parmi les composés suivants : According to a particularly preferred embodiment, said ligand is chosen from the following compounds:
2-carboxy-8-hydroquinoline  2-carboxy-8-hydroquinoline
Figure imgf000015_0005
-di(2H-tetrazol-5 -yl)-2 ,2 ' : 6 ' ,2 " -terpyridine
Figure imgf000015_0005
-di (2H-tetrazol-5-yl) -2,2 ': 6', 2 "-terpyridine
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0001
' -di(carboxy)-2,2 ' : 6 ' ,2 " -ter ridine -di (carboxy) -2,2 ': 6', 2 "-ter ridine
Figure imgf000016_0002
Figure imgf000016_0002
et l'acide salicylique.  and salicylic acid.
Les ligands organiques sont synthétisés selon des méthodes connues de l'homme du métier. Organic ligands are synthesized according to methods known to those skilled in the art.
En particulier, les ligands Ll à L10 peuvent être synthétisés selon les modes opératoires décrits dans les publications [17], [18] et [19]. Les dérivés de 8-hydroquinoline de formule (d) précitée peuvent être synthétisés selon le protocole décrit dans la publication [20]. Les ligands Ll et L2 sont plus particulièrement décrits dans le document WO 2009/037277.  In particular, ligands L1 to L10 can be synthesized according to the procedures described in publications [17], [18] and [19]. The 8-hydroquinoline derivatives of formula (d) above can be synthesized according to the protocol described in the publication [20]. The ligands L1 and L2 are more particularly described in the document WO 2009/037277.
De manière avantageuse, les ligands sont choisis parmi les ligands présentant au moins un motif tétrazole.  Advantageously, the ligands are chosen from ligands having at least one tetrazole unit.
Préparation de la nanoparticule fonctionnalisée Preparation of the functionalized nanoparticle
Il appartient à l'homme du métier de mettre en œuvre les méthodes de fonctionnalisation adaptées pour sensibiliser les nanoparticules par un ligand organique selon l'invention.  It is up to the person skilled in the art to implement the functionalization methods adapted to sensitize the nanoparticles with an organic ligand according to the invention.
De façon générale, les nanoparticules codopées préalablement préparées comme décrit précédemment peuvent être dispersées dans de l'éthanol anhydre sous agitation ou par sonication. Le ligand, préalablement déprotoné dans le méthanol, par exemple par ajout d'une base telle que l'hydroxyde de potassium ou la triéthy lamine, peut ensuite être additionné progressivement à la solution de particules. Le pH est ajusté pour ne pas conduire à une décomplexation du ligand. In general, the codoped nanoparticles previously prepared as described previously can be dispersed in anhydrous ethanol under agitation or by sonication. The ligand, previously deprotonated in methanol, for example by addition of a base such as potassium hydroxide or triethylamine, can then be added gradually to the solution of particles. The pH is adjusted so as not to lead to a decomplexation of the ligand.
La solution de nanoparticules sensibilisées peut ensuite être centrifugée et rincée plusieurs fois avec de l'éthanol anhydre, ou dialysée afin de retirer la quantité de ligands n'ayant pas réagi avec la particule. Les méthodes de synthèse sont plus particulièrement développées dans les exemples qui suivent.  The solution of sensitized nanoparticles can then be centrifuged and rinsed several times with anhydrous ethanol, or dialyzed to remove the amount of unreacted ligands with the particle. The synthetic methods are more particularly developed in the examples which follow.
Le ligand organique est plus particulièrement associé à ladite nanoparticule via des interactions électrostatiques.  The organic ligand is more particularly associated with said nanoparticle via electrostatic interactions.
Les quantités en ligand sont ajustées pour permettre une fonctionnalisation permettant d'optimiser la luminescence de la nanoparticule. The amounts of ligand are adjusted to allow functionalization to optimize the luminescence of the nanoparticle.
Le nombre de ligands mis en œuvre pour une nanoparticule de l'invention est bien entendu susceptible de varier au regard de la taille de la nanoparticule, de son taux de dopage en terbium ainsi que de l'encombrement stérique du ligand organique utilisé.  The number of ligands used for a nanoparticle of the invention is of course likely to vary with respect to the size of the nanoparticle, its terbium doping rate and the steric hindrance of the organic ligand used.
Toutefois, de manière générale, le rapport molaire ligand/terbium pour une nanoparticule de l'invention peut aller de 0,01 à 1.  However, in general, the ligand / terbium molar ratio for a nanoparticle of the invention can range from 0.01 to 1.
UTILISATION USE
Comme précisé précédemment, la présente invention concerne, selon un autre de ses aspects, l'utilisation des nanoparticules décrites précédemment pour former dans un dispositif photovoltaïque, en particulier dans une cellule photovoltaïque, une couche ou un dépôt présentant des propriétés de luminescence et permettant de modifier le spectre de la lumière incidente.  As specified above, the present invention relates, in another of its aspects, to the use of the nanoparticles previously described for forming in a photovoltaic device, in particular in a photovoltaic cell, a layer or a deposit having luminescence properties and making it possible to change the spectrum of the incident light.
Les nanoparticules de l'invention sont bien entendu disposées entre le rayonnement solaire et la cellule photovoltaïque, de façon à modifier le spectre incident vu par la cellule. The nanoparticles of the invention are of course arranged between the solar radiation and the photovoltaic cell, so as to modify the incident spectrum seen by the cell.
Elles peuvent être plus particulièrement présentes à la surface du dispositif, en particulier sur le verre, au sein du verre encapsulant le dispositif photovoltaïque, à la surface ou au sein de la couche d'encapsulation du matériau photovoltaïque, ou à la surface de la cellule photovoltaïque. De préférence, les nanoparticules de l'invention sont mises en œuvre à la surface ou au sein de la couche d'encapsulation du matériau photovoltaïque, pour minimiser la réémission des photons convertis vers l'extérieur de la cellule. Selon une première variante de réalisation, les particules fonctionnalisées selon l'invention peuvent être déposées sur une surface de la cellule solaire, par exemple sur le verre d'encapsulation de la cellule photovoltaïque. They may be more particularly present on the surface of the device, in particular on the glass, within the glass encapsulating the photovoltaic device, on the surface or within the encapsulation layer of the photovoltaic material, or on the surface of the cell. photovoltaic. Preferably, the nanoparticles of the invention are implemented on the surface or within the encapsulation layer of the photovoltaic material, to minimize the retransmission of the converted photons to the outside of the cell. According to a first variant embodiment, the functionalized particles according to the invention may be deposited on a surface of the solar cell, for example on the encapsulation glass of the photovoltaic cell.
Elles peuvent être déposées par des méthodes classiques de dépôt par voie liquide, par exemple par enduction centrifuge (plus connue sous l'appellation en langue anglaise de « spin coating », application par immersion (ou « dip coating » en anglais), enduction, pulvérisation, etc.  They can be deposited by conventional liquid deposition methods, for example by centrifugal coating (better known under the name of "spin coating", dip coating, coating). spraying, etc.
Selon une autre variante de réalisation, les particules fonctionnalisées selon l'invention peuvent être intégrées dans une couche sol-gel. Le sol-gel déposé peut être de la silice ou un autre matériau adapté d'un point de vue optique à la cellule, comme par exemple Si02, Zr02, ZnO, Ti02. According to another variant embodiment, the functionalized particles according to the invention can be integrated into a sol-gel layer. The sol-gel deposited may be silica or another material adapted from an optical point of view to the cell, for example Si0 2 , Zr0 2 , ZnO, Ti0 2 .
Selon encore une autre variante de réalisation, les nanoparticules de l'invention peuvent être incorporées dans un polymère d'encapsulation pour application photovoltaïque, par exemple la silicone, l'EVA (éthylène-acétate de vinyle), le PMMA (polyméthylméthacrylate). Les particules sensibilisées peuvent être préalablement mélangées avec le monomère, puis la polymérisation est opérée, le cas échéant en présence d'un catalyseur, pour former une couche d'encapsulation.  According to yet another alternative embodiment, the nanoparticles of the invention may be incorporated in an encapsulation polymer for photovoltaic application, for example silicone, EVA (ethylene-vinyl acetate), PMMA (polymethyl methacrylate). The sensitized particles may be premixed with the monomer, and then the polymerization is carried out, optionally in the presence of a catalyst, to form an encapsulation layer.
De manière avantageuse, ces méthodes de mise en œuvre des nanoparticules selon l'invention au sein d'un dispositif photovoltaïque n'affectent pas les propriétés de luminescence desdites nanoparticules. Advantageously, these methods for implementing the nanoparticles according to the invention within a photovoltaic device do not affect the luminescence properties of said nanoparticles.
Les exemples et figures présentés ci-dessous sont uniquement donnés à titre illustratif et non limitatif de l'invention. Figures The examples and figures presented below are only given by way of non-limiting illustration of the invention. figures
Figure 1 : Comparaison du spectre solaire (1) avec les réponses spectrales de deux types de cellule solaire conventionnelle à base de silicium (2) et à base de CIGS (3). Figure 2 : Représentation schématique des mécanismes de transfert de charge ligand/Tb et du quantum-cutting Tb/Yb pour une nanoparticule de l'invention codopée Tb/Yb et sensibilisée par un ligand organique. Figure 1: Comparison of the solar spectrum (1) with the spectral responses of two types of conventional silicon-based (2) and CIGS-based (3) solar cells. Figure 2: Schematic representation of the ligand / Tb charge transfer mechanisms and quantum-cutting Tb / Yb for a nanoparticle of the invention Tb / Yb codopee and sensitized with an organic ligand.
Figure 3 : Représentation schématique de nanoparticules selon l'invention : nanoparticule formée d'une unique organisation cristalline codopée Tb et Yb (figure 3a), ou de type cœur/coquille formée de 2 organisations cristallines, l'une formant le cœur étant codopée Yb et Tb (figure 3b) ou dopée Yb (figure 3c), la seconde formant la coquille étant dopée Tb.  FIG. 3: Schematic representation of nanoparticles according to the invention: nanoparticle formed of a single codoped Tb and Yb crystalline organization (FIG. 3a), or of the heart / shell type formed of 2 crystalline organizations, one forming the core being codoped Yb and Tb (Figure 3b) or Yb-doped (Figure 3c), the second forming the shell being Tb-doped.
Figure 4 : Spectres d'excitation et d'émission du Tb (figure 4a) et de l'Yb (figure 4b) dans des nanoparticules de NaYF4 codopées Tb et Yb. 4: Emission and emission spectra of Tb (FIG. 4a) and Yb (FIG. 4b) in nanoparticles of NaYF 4 codoped Tb and Yb.
Figure 5 : Spectres d'émission du Tb (figure 5a) et de l'Yb (figure 5b) dans des nanoparticules codopées Tb et Yb avec un taux de dopage en Tb de 15 % et des taux de dopage en Yb variables (0 ; 1 ; 3 ; 7 et 10 %).  FIG. 5: Emission spectra of Tb (FIG. 5a) and Yb (FIG. 5b) in Tb and Yb codoped nanoparticles with a Tb doping rate of 15% and variable Yb doping levels (0; 1, 3, 7 and 10%).
Figure 6 : Spectres d'émission du Tb dans des nanoparticules dopées Tb et sensibilisées avec des quantités variables en ligand Ll .  Figure 6: Emission spectra of Tb in Tb-doped nanoparticles and sensitized with varying amounts of L1 ligand.
Figure 7 : Spectres d'émission du Tb dans des nanoparticules dopées Tb et sensibilisées, ou non, avec l'acide salicylique.  Figure 7: Emission spectra of Tb in Tb-doped nanoparticles and sensitized, or not, with salicylic acid.
Figure 8 : Spectres d'excitation et d'émission du Tb (figure 8a) et de l'Yb (figure 8b) dans des nanoparticules d'YF3 codopées Tb et Yb. 8: Emission and emission spectra of Tb (FIG. 8a) and Yb (FIG. 8b) in Tb and Yb codoped YF 3 nanoparticles.
Figure 9 : Spectres d'émission du Tb (figure 9a) et de l'Yb (figure 9b) dans des nanoparticules de NaYF4 codopées Tb et Yb et sensibilisées par le ligand organique L2. FIG. 9: Emission spectra of Tb (FIG. 9a) and Yb (FIG. 9b) in nanoparticles of NaYF 4 encoded Tb and Yb and sensitized by the organic ligand L2.
Figure 10 : Spectres d'émission de l'Yb dans des nanoparticules dopées Yb et sensibilisées par le ligand organique H2hqa, après dépôt par évaporation sur une lame de quartz (Figure 10a) et après dispersion dans le silicone (Figure 10b). 10: Emission spectra of Yb in nanoparticles doped Yb and sensitized by the organic ligand H 2 hqa, after deposition by evaporation on a quartz slide (FIG. 10a) and after dispersion in silicone (FIG. 10b).
EXEMPLES EXAMPLES
EXEMPLE 1 EXAMPLE 1
Synthèse de nanoparticules à quantum-cutting codopées Tb et Yb Synthesis of quantum-cutting nanoparticles codoped Tb and Yb
Des nanoparticules à quantum cutting, formées d'une matrice de NaYF4 codopée Tb et Yb, avec un taux de dopage pour Tb de 15 % et un taux de dopage pour Yb de 5 % ont été synthétisées selon le protocole suivant, similaire à celui décrit par Li Gao et al. [13]. 0,48 mmol de trihydrate d'acétate de sodium est dissous dans 10 mL d'acide acétique glacé. L'ensemble est maintenu sous agitation pendant 5 à 10 minutes à température ambiante. 0,3 mL d'une solution aqueuse de YC13 (0,5 mol/L) est ajouté au mélange. Quantum cutting nanoparticles, formed of a Tb and Yb-coded NaYF 4 matrix, with a 15% Tb doping rate and a 5% Yb doping level were synthesized according to the following protocol, similar to that described by Li Gao et al. [13]. 0.48 mmol of sodium acetate trihydrate is dissolved in 10 ml of ice-cold acetic acid. The whole is stirred for 5 to 10 minutes at room temperature. 0.3 ml of an aqueous solution of YC1 3 (0.5 mol / l) is added to the mixture.
20 d'une solution de YbCl3 (0,5 mol/L) et 60 d'une solution de TbCl3 Of a solution of YbCl 3 (0.5 mol / L) and 60 of a solution of TbCl 3
(0,5 mol/L) sont ajoutés. (0.5 mol / L) are added.
Après agitation pendant 5 minutes, 0,7 mL d'une solution aqueuse de NaF (1,0 mol/L) est ajouté lentement.  After stirring for 5 minutes, 0.7 mL of an aqueous NaF solution (1.0 mol / L) is slowly added.
Le mélange est maintenu sous agitation pendant 3 minutes puis chauffé jusqu'à 106 °C en 5 à 15 minutes, et enfin soumis à un chauffage à reflux pendant 80 minutes à 120°C.  The mixture is stirred for 3 minutes then heated to 106 ° C in 5 to 15 minutes, and finally refluxed for 80 minutes at 120 ° C.
Après réaction, le mélange est refroidi à température ambiante et le précipité est recueilli après centrifugation et lavage avec de l'eau déionisée et de l'éthanol anhydre. Analyse de luminescence  After reaction, the mixture is cooled to room temperature and the precipitate is collected after centrifugation and washing with deionized water and anhydrous ethanol. Luminescence analysis
Mesures de luminescence  Luminescence measurements
Les spectres d'émission et d'excitation sont obtenus à l'aide d'un fluorimètre (Horiba Jobin Yvon FL3-22 équipé d'un double réseau monochromateur en excitation) et d'un photomultiplicateur (R928P Hamamatsu) pour les mesures d'émission dans le visible. La lampe utilisée est une lampe au Xénon de 450 W.  The emission and excitation spectra are obtained using a fluorimeter (Horiba Jobin Yvon FL3-22 equipped with a double excitation monochromator network) and a photomultiplier (R928P Hamamatsu) for the measurements of emission in the visible. The lamp used is a 450 W Xenon lamp.
Résultats Results
Les spectres d'excitation et d'émission du Tb et ceux de l'Yb dans les nanoparticules codopées sont présentés respectivement en figures 4a et 4b.  The excitation and emission spectra of Tb and those of Yb in the codoped nanoparticles are presented respectively in FIGS. 4a and 4b.
Les longueurs d'onde d'excitation ( exc) et d'émission (Àém) utilisées pour obtenir les spectres d'émission et d'excitation sont indiquées sur les figures. The excitation ( exc ) and emission wavelengths (λ m ) used to obtain the emission and excitation spectra are shown in the figures.
Par exemple, le spectre d'émission de l'Yb est obtenu en fixant ÀeXC à 377 nm Il est observé un maximum de luminescence de l'Yb en excitant à une longueur d'onde exc de 377 nm correspondant au niveau d'absorption du Tb, ce qui montre qu'il se produit effectivement un transfert d'énergie entre le Tb et l'Yb au sein de la nanoparticule codopée. Spectres d'émission pour une concentration en Yb variable For example, the emission spectrum of Yb is obtained by fixing XC at 377 nm. A maximum of Yb luminescence is observed by exciting at a wavelength exceeding 377 nm corresponding to the level of absorption. of Tb, which shows that a transfer of energy between Tb and Yb occurs within the codoped nanoparticle. Emission spectra for a variable Yb concentration
Les spectres d'émission sont obtenus comme décrit précédemment, pour des nanoparticules codopées Yb et Tb synthétisées comme décrit précédemment, présentant un taux de dopage en Tb constant de 15 % et des taux de dopage en Yb variables (0 ; 1 ; 3 ; 7 et 10 %).  The emission spectra are obtained as described above, for codoped nanoparticles Yb and Tb synthesized as described above, having a constant Tb doping rate of 15% and variable Yb doping levels (0; 1; 3; 7 and 10%).
La figure 5 présente les spectres d'émission du Tb (figure 5a) et de l'Yb (figure Figure 5 shows the emission spectra of Tb (Figure 5a) and Yb (Figure
5b). 5b).
On observe que la luminescence du Tb diminue, tandis que la luminescence de l'Yb augmente, lorsque le taux de dopage en Yb augmente, ce qui est une indication du transfert entre les deux terre-rares.  It is observed that the luminescence of Tb decreases, whereas the luminescence of Yb increases, as the Yb doping rate increases, which is an indication of the transfer between the two rare earths.
Mesures de temps de vie de luminescence du terbium Measurements of luminescence lifetime of terbium
Les mesures de temps de vie de luminescence du terbium ont également été effectuées selon le protocole suivant, à l'aide d'une lampe puisée de 25 W Xe/Hg et d'un photomultiplicateur R928P (Hamamatsu).  Terbium luminescence lifetime measurements were also made according to the following protocol, using a pulsed lamp of 25 W Xe / Hg and a photomultiplier R928P (Hamamatsu).
On excite l'échantillon à 377 nm avec la lampe puisée (puise de 40 ms) et on enregistre la décroissance de la luminescence à 544 nm pour le Tb. L'intégration de ce signal permet de déterminer la durée de vie de luminescence.  The sample is excited at 377 nm with the pulsed lamp (40 ms tap) and the luminescence decay at 544 nm is recorded for the Tb. The integration of this signal makes it possible to determine the luminescence lifetime.
Les résultats sont rassemblés dans le tableau 1 ci-dessous. The results are summarized in Table 1 below.
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Figure imgf000021_0001
Tableau 1  Table 1
On observe une diminution du temps de vie du Tb lorsque le pourcentage de dopage en Yb augmente, là encore preuve du transfert de charge entre Tb et Yb.  There is a decrease in the lifetime of the Tb when the percentage of Yb doping increases, again evidence of charge transfer between Tb and Yb.
Le transfert de charge apparaît optimal (figure 5b) pour un taux de dopage en The charge transfer appears optimal (FIG. 5b) for a doping rate in
Yb de 10 %. EXEMPLE 2 Yb of 10%. EXAMPLE 2
Sensibilisation d'une nanoparticule dopée Tb avec un ligand organique Sensitization of a Tb doped nanoparticle with an organic ligand
Le ligand organique (6,6"-di(2H-tetrazol-5-yl)-2,2' :6',2"-terpyridine (Ll) ou acide salicylique) est dissous dans le méthanol anhydre en présence d'un à quatre équivalents de base (triéthylamine ou hydroxide de potassium) (concentration en ligand autour de 1.10"3 mol/L) afin de déprotoner les fonctions alcool et aminé du ligand. The organic ligand (6,6 "-di (2H-tetrazol-5-yl) -2,2 ': 6', 2" -terpyridine (L1) or salicylic acid) is dissolved in anhydrous methanol in the presence of a at four base equivalents (triethylamine or potassium hydroxide) (ligand concentration around 1.10 "3 mol / L) in order to deprotonate the alcohol and amine functions of the ligand.
Les nanoparticules dopées Tb, synthétisées selon un protocole similaire à celui décrit en exemple 1 , sont dispersées dans de l'éthanol anhydre à raison de 5 à 10 mg/mL d'éthanol).  The Tb doped nanoparticles, synthesized according to a protocol similar to that described in Example 1, are dispersed in anhydrous ethanol at a rate of 5 to 10 mg / mL of ethanol).
Les deux solutions sont ensuite mélangées. Le pH est maintenu lors du mélange à une valeur comprise entre 8 et 10, afin d'éviter une décomplexation du système ligand/particule.  Both solutions are then mixed. The pH is maintained during mixing at a value between 8 and 10, in order to avoid decomplexation of the ligand / particle system.
La solution de nanoparticules ainsi sensibilisées est ensuite, soit centrifugée et rincée plusieurs fois avec de l'éthanol anhydre, soit dialysée afin de retirer la quantité de ligands n'ayant pas réagi avec les nanoparticules. The solution of nanoparticles thus sensitized is then either centrifuged and rinsed several times with anhydrous ethanol, or dialyzed to remove the amount of unreacted ligands with the nanoparticles.
Résultats Results
La luminescence du Tb est mesurée comme décrit en exemple 1 pour des nanoparticules sensibilisées obtenues en mettant en œuvre des quantités en ligand Ll variables de 0 μΐ, à 80 μί.  The luminescence of the Tb is measured as described in Example 1 for sensitized nanoparticles obtained by implementing ligand quantities Ll of 0 μΐ, at 80 μί.
La figure 6 présente la luminescence des nanoparticules dopées avec du Tb en excitant sur le ligand (ÀeXC de 320 nm) et en faisant varier le volume de ligand ajouté. 6 shows the luminescence nanoparticles doped with Tb by exciting the ligand (AE XC 320 nm) and by varying the added volume of ligand.
On observe que la luminescence du Tb augmente lorsque la quantité en ligand organique Ll mise en œuvre augmente, ce qui est une indication du transfert d'énergie du ligand sur les niveaux accepteurs du Tb.  It is observed that the luminescence of Tb increases as the amount of ligand organic ligand implemented increases, which is an indication of the transfer of energy of the ligand on acceptor levels of Tb.
De même, la comparaison de la luminescence du Tb dans une nanoparticule sensibilisé avec l'acide salicylique avec celle obtenue pour une nanoparticule non sensibilisée (Figure 7) montre une augmentation de la luminescence du Tb pour des nanoparticules sensibilisées avec l'acide salicylique, preuve du transfert d'énergie du ligand sur les niveaux accepteurs du Tb. EXEMPLE 3 Similarly, the comparison of the luminescence of Tb in a nanoparticle sensitized with salicylic acid with that obtained for a non-sensitized nanoparticle (FIG. 7) shows an increase in the luminescence of Tb for nanoparticles sensitized with salicylic acid, evidence of ligand energy transfer on acceptor levels of Tb. EXAMPLE 3
Nanoparticules d'YF^ codopées Tb et Yb et sensibilisées par l'acide salicylique  Nanoparticles of YF ^ codopées Tb and Yb and sensitized by salicylic acid
Des nanoparticules d'YF3 codopées en Tb et Yb, avec un taux de dopage pour Tb de 1 % et un taux de dopage pour Yb de 10 % ont été synthétisées selon le protocole suivant. YF 3 nanoparticles codoped at Tb and Yb, with a doping level for Tb of 1% and a doping level for Yb of 10% were synthesized according to the following protocol.
On mélange 0,174 g de YbCl3, 6H20 + 1,213 g de YC13, 6H20 + 16,9 mg de TbCl3, 6H20 dans 10 ml de méthanol anhydre. 0.174 g of YbCl 3 , 6H 2 O + 1.213 g of YCI 3 , 6H 2 O + 16.9 mg of TbCl 3 , 6H 2 O are mixed in 10 ml of anhydrous methanol.
On agite 15 min puis on ajoute goutte-à-goutte à 0,170 g de NH4F anhydre dans 30 ml de méthanol anhydre à 70°C. The mixture is stirred for 15 min and then added dropwise to 0.170 g of anhydrous NH 4 F in 30 ml of anhydrous methanol at 70.degree.
On poursuit le chauffage à 70°C jusqu'à apparition d'un trouble blanc (-3-4 heures) puis on laisse revenir à température ambiante.  The heating is continued at 70 ° C. until a white haze appears (-3-4 hours) and is then allowed to return to ambient temperature.
On récupère un gel translucide par centrifugations successives (vitesse > 10000 rpm et temps 15-20 min) du surnageant  A translucent gel is recovered by successive centrifugations (speed> 10000 rpm and time 15-20 min) of the supernatant
Le gel est enfin dispersé dans de l'éthanol anhydre  The gel is finally dispersed in anhydrous ethanol
Les nanoparticules dispersées dans l'éthanol anhydre sont sensibilisées par l'acide salicylique, selon le protocole décrit en exemple 2. Résultats The nanoparticles dispersed in anhydrous ethanol are sensitized with salicylic acid, according to the protocol described in Example 2. Results
La luminescence du Tb est mesurée comme décrit en exemple 1 pour une même concentration en nanoparticules codopées Tb et Yb sensibilisées par l'acide salicylique d'une part, et en nanoparticules codopées Tb et Yb non sensibilisées d'autre part.  The luminescence of Tb is measured as described in Example 1 for the same concentration of Tb and Yb codoped nanoparticles sensitized with salicylic acid on the one hand, and non-sensitized Tb and Yb codoped nanoparticles on the other hand.
Les spectres d'excitation et d'émission du Tb et ceux de l'Yb dans les nanoparticules codopées et sensibilitées sont présentés respectivement en figures 8a et 8b.  The excitation and emission spectra of Tb and those of Yb in the codoped and sensitive nanoparticles are presented respectively in FIGS. 8a and 8b.
La luminescence des particules de YF3 codopées Tb et Yb et non sensibilisées n'est pas visible, contrairement à celle d'une solution de même concentration en nanoparticules codopées et sensibilisées par l'acide salicylique. The luminescence of the Tb and Yb codoped YF 3 particles and the non-sensitized ones is not visible, unlike that of a solution of the same concentration of codoped nanoparticles sensitized with salicylic acid.
La luminescence est ainsi environ 3.105 fois plus importante pour des particules sensibilisées selon l'invention comparativement à des particules non sensibilisées. EXEMPLE 4 The luminescence is thus about 3.10 5 times greater for particles sensitized according to the invention compared to non-sensitized particles. EXAMPLE 4
Nanoparticules de NaYF4 codopées Tb et Yb et sensibilisées par le ligandNanoparticles of NaYF 4 codoped Tb and Yb and sensitized by the ligand
L2 L2
Des nanoparticules de NaYF4 codopées en Tb et Yb sont synthétisées comme décrit en exemple 1.  NaYF4 nanoparticles codoped at Tb and Yb are synthesized as described in Example 1.
Elles sont sensibilisées par le ligand 6,6"-di(carboxy)-2,2' :6',2"-terpyridine (L2), selon le protocole décrit en exemple 2.  They are sensitized with the ligand 6.6 "-di (carboxy) -2,2 ': 6', 2" -terpyridine (L2), according to the protocol described in Example 2.
Résultats Results
Les spectres d'émission du Tb et de l'Yb dans les nanoparticules ainsi sensibilisées par le ligand L2, obtenus en mettant en œuvre des quantités en ligand variables (10 à 70 μί) sont représentés en Figure 9.  The emission spectra of Tb and Yb in the nanoparticles thus sensitized by the ligand L2, obtained by using variable ligand quantities (10 to 70 μί) are represented in FIG. 9.
On observe une augmentation de la luminescence des deux terre-rares lorsque la quantité en ligand L2 mise en œuvre augmente.  An increase in the luminescence of the two rare earths is observed when the amount of ligand L2 implemented increases.
Ces résultats montrent que la luminescence des nanoparticules codopées Tb et These results show that the luminescence of the codoped nanoparticles Tb and
Yb peut être augmentée en les sensibilisant par un ligand organique. Yb can be increased by sensitizing them with an organic ligand.
EXEMPLE 5 EXAMPLE 5
Résistance des nanoparticules sensibilisées à une application dans un dispositif photo voltaïque  Resistance of sensitized nanoparticles to an application in a photovoltaic device
Des nanoparticules de NaYF4 dopées Yb, synthétisée selon le protocole décrit en exemple 1, sont sensibilisées par un dérivé de la quinoléine préalablement déprotoné par une base, selon le protocole décrit en exemple 2, puis lavées avec de l'éthanol pour retirer l'excès de ligand qui n'aurait pas réagi. Nanoparticles of Yb-doped NaYF 4 , synthesized according to the protocol described in Example 1, are sensitized with a quinoline derivative, previously deprotonated with a base, according to the protocol described in Example 2, and then washed with ethanol to remove the excess of ligand that would not have reacted.
Test 1 Test 1
Les nanoparticules ainsi sensibilisées sont dispersées dans de l'éthanol et déposées par évaporation du solvant sur une lame de verre.  The nanoparticles thus sensitized are dispersed in ethanol and deposited by evaporation of the solvent on a glass slide.
Le spectre d'émission de l'Yb, présenté en Figure 10a, montre que les nanoparticules conservent leurs propriétés de luminescence. Test 2 The emission spectrum of the Yb, shown in Figure 10a, shows that the nanoparticles retain their luminescence properties. Test 2
Les nanoparticules sensibilisées sont incorporées dans un polymère d'encapsulation (silicone RTV de Rhodia).  The sensitized nanoparticles are incorporated into an encapsulation polymer (Rhodia RTV silicone).
Le spectre d'émission de l'Yb, présenté en Figure 10b, montre que les nanoparticules conservent leurs propriétés de luminescence.  The emission spectrum of Yb, shown in Figure 10b, shows that the nanoparticles retain their luminescence properties.
Ainsi, cet exemple démontre la résistance des particules sensibilisées par un ligand organique, et la possibilité de les mettre en œuvre dans un dispositif photovoltaïque, par exemple dans l'encapsulant de la cellule ou déposées sous forme de couche à la surface, sans affecter leurs propriétés en termes de luminescence. Thus, this example demonstrates the resistance of particles sensitized by an organic ligand, and the possibility of implementing them in a photovoltaic device, for example in the encapsulant of the cell or deposited as a layer on the surface, without affecting their properties in terms of luminescence.
Références References
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Claims

REVENDICATIONS
1. Nanoparticule à émission de photons en cascade, formée au moins en partie d'au moins une matrice cristalline de formule (I) :1. Nanoparticle with photon emission in cascade, formed at least in part of at least one crystalline matrix of formula (I):
Figure imgf000027_0001
Figure imgf000027_0001
dans laquelle n vaut 0 ou 1 ; et X est une terre rare choisie parmi l'yttrium, le gadolinium et le lanthane ; wherein n is 0 or 1; and X is a rare earth selected from yttrium, gadolinium and lanthanum;
ou de formule (III) :  or of formula (III):
MF2 MF 2
dans laquelle M est choisi parmi le magnésium, le calcium, le strontium et le baryum ; ladite nanoparticule étant : wherein M is selected from magnesium, calcium, strontium and barium; said nanoparticle being:
- codopée au niveau de la ou desdites matrice(s) cristalline(s) en terbium et ytterbium, avec un taux de dopage pour Tb allant de 1 à 15 % par rapport à X ou M, et un taux de dopage pour Yb allant de 1 à 30 % par rapport à X ou M ; et  co-doped at the crystalline matrix (s) in terbium and ytterbium, with a doping level for Tb ranging from 1 to 15% relative to X or M, and a doping level for Yb ranging from 1 to 30% with respect to X or M; and
- fonctionnalisée en surface, par au moins un ligand organique possédant un pouvoir d'absorption des photons de longueur d'onde comprise entre 300 et 500 nm et capable de transférer l'énergie des photons absorbée au Terbium.  - Functionalized at the surface by at least one organic ligand having a wavelength absorption capacity of photons between 300 and 500 nm and capable of transferring the energy of the photons absorbed to Terbium.
2. Nanoparticule selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'elle est formée au moins en partie d'au moins une matrice cristalline de formule (I) telle que définie en revendication 1, dans laquelle X est l'yttrium.  2. Nanoparticle according to claim 1, characterized in that it is formed at least in part of at least one crystalline matrix of formula (I) as defined in claim 1, wherein X is yttrium.
3. Nanoparticule selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle est formée d'une unique matrice cristalline de formule (I) codopée, de manière homogène, en terbium et en ytterbium.  3. Nanoparticle according to claim 1 or 2, characterized in that it is formed of a single crystalline matrix of formula (I) codoped homogeneously in terbium and ytterbium.
4. Nanoparticule selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle est formée d'une unique matrice cristalline de formule NaYF4 codopée, de manière homogène, en Tb et Yb avec un taux de dopage en Tb d'environ 15 % par rapport à Y et un taux de dopage en Yb allant de 5 à 20 % par rapport à Y, en particulier d'environ 10 %. 4. Nanoparticle according to the preceding claim, characterized in that it is formed of a single crystalline matrix of NaYF 4 formula codopee homogeneously, Tb and Yb with a Tb doping rate of about 15% relative to at Y and a Yb doping rate ranging from 5 to 20% relative to Y, in particular about 10%.
5. Nanoparticule selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle présente une structure de type cœur/coquille, le terbium étant au moins présent au niveau de la coquille.  5. Nanoparticle according to claim 1 or 2, characterized in that it has a core / shell type structure, the terbium being at least present at the shell.
6. Nanoparticule selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle est formée d'une unique matrice cristalline de formule (I), les taux de dopage en terbium et/ou en ytterbium étant différents au niveau du cœur et de la coquille de ladite nanoparticule. 6. Nanoparticle according to claim 5, characterized in that it is formed of a single crystalline matrix of formula (I), the doping levels of terbium and / or ytterbium being different at the heart and the shell of said nanoparticle.
7. Nanoparticule selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle est formée de deux matrices cristallines de formules (I) distinctes, constituant respectivement le cœur et la coquille de ladite nanoparticule. 7. Nanoparticle according to claim 5, characterized in that it is formed of two crystalline matrices of formulas (I), respectively constituting the heart and the shell of said nanoparticle.
8. Nanoparticule selon la revendication 7, caractérisée en ce qui lesdites matrices cristallines de formule (I) se distinguent par la nature de leur terre rare X.  8. Nanoparticle according to claim 7, characterized in that said crystalline matrices of formula (I) are distinguished by the nature of their rare earth X.
9. Nanoparticule selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que les taux de dopage en terbium et/ou en ytterbium sont différents au niveau du cœur et de la coquille de ladite nanoparticule.  9. Nanoparticle according to claim 7 or 8, characterized in that the doping levels of terbium and / or ytterbium are different at the core and the shell of said nanoparticle.
10. Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée en ce que l'ytterbium n'est présent qu'au niveau du cœur.  10. Nanoparticle according to any one of claims 5 to 9, characterized in that the ytterbium is present only at the heart.
11. Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisée en ce que le terbium n'est présent qu'au niveau de la coquille.  11. Nanoparticle according to any one of claims 5 to 10, characterized in that the terbium is present only at the shell.
12. Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle présente une taille allant de 1 à 100 nm, en particulier de 5 à 80 nm, et plus particulièrement de 20 à 60 nm.  12. Nanoparticle according to any one of the preceding claims, characterized in that it has a size ranging from 1 to 100 nm, in particular from 5 to 80 nm, and more particularly from 20 to 60 nm.
13. Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit ligand organique est associé à ladite nanoparticule via des interactions électrostatiques.  13. Nanoparticle according to any one of the preceding claims, characterized in that said organic ligand is associated with said nanoparticle via electrostatic interactions.
14. Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle présente un rapport molaire ligand/terbium allant de 0,01 à 1.  14. Nanoparticle according to any one of the preceding claims, characterized in that it has a ligand / terbium molar ratio ranging from 0.01 to 1.
15. Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit ligand organique est choisi parmi :  15. Nanoparticle according to any one of the preceding claims, characterized in that said organic ligand is chosen from:
• les dérivés de terpyridine de formule (a) :  Terpyridine derivatives of formula (a):
Figure imgf000028_0001
Figure imgf000028_0001
dans laquelle les susbtituants Ri sont choisis, indépendamment l'un de l'autre parmi les groupements carboxylique et 2H-tétrazol-5-yle ; et R représente un groupement choisi parmi :
Figure imgf000029_0001
wherein the R 1 substituents are selected independently of each other from carboxylic and 2H-tetrazol-5-yl groups; and R represents a group chosen from:
Figure imgf000029_0001
les dérivés de bipyridine de formule (b) et de pyridine de formule (c) :  the bipyridine derivatives of formula (b) and pyridine of formula (c):
Figure imgf000029_0002
Figure imgf000029_0002
dans lesquelles Ri et R2 sont choisis, indépendamment l'un de l'autre parmi les groupements carboxylique et 2H-tétrazol-5-yle ; les dérivés de 8-hydroquinoline de formule (d) :
Figure imgf000029_0003
wherein R 1 and R 2 are independently selected from carboxylic and 2H-tetrazol-5-yl groups; the 8-hydroquinoline derivatives of formula (d):
Figure imgf000029_0003
dans laquelle Ri est choisi parmi les groupements carboxylique et 2H-tétrazol-5-yle ; l'acide salic lique (el) et ses dérivés de formule (e2) et (e3 :  wherein R 1 is selected from carboxylic and 2H-tetrazol-5-yl groups; salicylic acid (el) and its derivatives of formula (e2) and (e3:
Figure imgf000029_0004
Figure imgf000029_0004
• les dérivés de formule (f), (g) et (h)
Figure imgf000029_0005
Derivatives of formula (f), (g) and (h)
Figure imgf000029_0005
(f) (g)
Figure imgf000030_0001
(f) (g)
Figure imgf000030_0001
et leurs mélanges. and their mixtures.
16. Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit ligand organique est choisi parmi les composés suivants A nanoparticle according to any one of the preceding claims, wherein said organic ligand is selected from the following compounds
2-carboxy-8-hydroquinoline :  2-carboxy-8-hydroquinoline:
Figure imgf000030_0002
Figure imgf000030_0002
6,6"-di(2H-tetrazol-5- l)-2,2' :6',2"-terpyridine 6.6 "-di (2H-tetrazol-5-1) -2,2 ': 6', 2" -terpyridine
Figure imgf000030_0003
Figure imgf000030_0003
6,6 ' ' -di(carboxy)-2,2 ' : 6 ' ,2 " -ter ridine 6.6 '' -di (carboxy) -2,2 ': 6', 2 "-ter ridine
Figure imgf000030_0004
Figure imgf000030_0004
acide salicylique.  salicylic acid.
17. Utilisation de nanoparticules telles que définies selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 pour former, dans un dispositif photo voltaïque, une couche ou un dépôt présentant des propriétés de luminescence et permettant de modifier le spectre de la lumière incidence. 17. Use of nanoparticles as defined in any one of claims 1 to 16 to form, in a photovoltaic device, a layer or a deposit exhibiting luminescence properties and making it possible to modify the spectrum of light incidence.
18. Dispositif, en particulier photovoltaïque, caractérisé en ce qu'il comprend une couche ou un dépôt formé(e) de nanoparticules telles que définies selon l'une quelconque des revendications 1 à 16.  18. Device, particularly photovoltaic, characterized in that it comprises a layer or a deposit formed (e) of nanoparticles as defined in any one of claims 1 to 16.
19. Dispositif photovoltaïque selon la revendication précédente, dans lequel lesdites nanoparticules sont présentes à la surface du dispositif, au sein du verre encapsulant le dispositif photovoltaïque, à la surface ou au sein de la couche d'encapsulation du matériau photovoltaïque ou à la surface de la cellule photovoltaïque.  19. Photovoltaic device according to the preceding claim, wherein said nanoparticles are present on the surface of the device, within the glass encapsulating the photovoltaic device, on the surface or within the encapsulation layer of the photovoltaic material or on the surface of the photovoltaic device. the photovoltaic cell.
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