Réalisation et caractérisation de cellules photovoltaïques organiques obtenues par dépôt physique

par Benoit Brousse

Thèse de doctorat en Électronique des hautes fréquences et optoélectronique

Sous la direction de André Moliton et de Bernard Ratier.

Soutenue en 2004

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Ce travail concerne l'élaboration et la caractérisation de cellules photovoltaïques organiques (OPVs) bas coût, contribuant au développement des énergies renouvelables, et capables d'alimenter des appareils nomades (téléphone portable. . . ). Nous avons en particulier contribué au développement d'un banc d'expérimentation versatile destiné à l'obtention de diverses structures (bicouches, interpénétrées et multicouches) de cellules solaires à base de différents couples donneur-accepteur de petites molécules. Après la présentation d'une rétrospective des phénomènes physique et des mécanismes entrant en jeu, ainsi que celle du principe photovoltaïque dans les matériaux organiques, nous décrivons l'élaboration de notre manipulation et les étapes technologiques permettant de réaliser les cellules solaires. Les matériaux (organiques et métalliques) sont déposés en films minces (de 30 à 100nm) à la tournette (PEDOT-PSS) ou par évaporation sous vide (petites molécules et métallisation de la cathode) sur un substrat de verre recouvert d'une couche conductrice et semi-transparente d'ITO constituant l'anode. Les structures réalisées ont été caractérisées à l'air dans l'obscurité et sous illumination par des courbes I(V), des mesures capacitives et des spectres d'IPCE (spectre de photocourant). Différents couples donneur-accepteur (phtalocyanine/C60, oligomère de thiophène/C60 et phtalocyanine/dérivé de pérylène) ont été testés selon diverses configurations : hétérojonctions p-n distribuées ou non dans le volume. Les performances relevées laissent un avantage aux structures bicouches en raison de la granulosité du C60. Cette caractéristique nous a permis de concevoir une structure multicouche (CuPc/C60)3 efficace. Afin de remédier au problème lié au dépôt du C60, nous avons testé une autre molécule de type accepteur : un dérivé du pérylène (PPTC). Des études complémentaires ont été menées par l'implantation ionique des couches actives, permettant à la fois une densification et un dopage de celles-ci ; l'encapsulation des composants par VDP de polyimide (polymérisation en phase gazeuse) a été évaluée. A l'aide de cette technique, nous avons aussi développé une structure auto-protégée alternative

  • Titre traduit

    Realisation and characterization of organic photovoltaïc cells obtained by physical vapor deposition


  • Pas de résumé disponible.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (292 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 282-291

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.