Cellules photovoltaiques organiques : conception, fonctionnement et modelisation

by CHRISTINE VIDELOT

Doctoral thesis in Sciences et techniques

Under the supervision of Denis Fichou.

defended on 1999

in Paris 11 .


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  • Abstract

    Pour la conversion de l'energie lumineuse en energie electrique, nos travaux se sont portes sur des composes organiques de faible poids moleculaire. Les cellules realisees sont de type schottky et heterojonction p/n. Nous avons utilise un derive du perylene (dpp) comme semi-conducteur de type n et plusieurs composes de type p (la bisphtalocyanine de lutetium, le pentacene et plus particulierement l'octithiophene (8t)). Dans le cas du 8t, l'orientation naturelle verticale des molecules n'est pas propice a un transport efficace des charges mettant en evidence l'importance de l'ordre cristallin dans les films organiques. La technique de frottage utilisee pour coucher les molecules a plat sur le substrat conduit a une augmentation de l'absorption dans le domaine visible avec une augmentation concomitante du nombre de charges collectees aux electrodes. Pour determiner la largeur de la zone photoactive, nous avons modelise les caracteristiques photovoltaiques d'une heterojonction p/n a base de 8t et de dpp. Cette zone (interface 8t/dpp) est tres etroite et sensible aux conditions atmospheriques de confinement lors des mesures. La spectroscopie d'electro-absorption apporte des informations sur la nature des excitons. Pour les oligothiophenes non substitues, les signaux confirment le caractere centro-symetrique apolaire des oligothiophenes (excitons de type frenkel). Au contraire, dans le cas des oligothiophenes substitues par des groupes attracteurs et/ou donneurs d'electron, des excitons de type transfert de charges apparaissent. Les valeurs de ( 3 ) dans les oligothiophenes serait liees a la capacite de delocalisation des electrons plutot qu'a la longueur de la chaine conjuguee. L'etude comparative de la photoconductivite, de la spectroscopie transitoire et de la luminescence dans un cristal et dans un film polycristallin de 8t revele les comportements distincts de ces deux systemes et le role des defauts structuraux sur les proprietes optiques et de transport.

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Informations

  • Details : 233 p.
  • Annexes : 160 ref.

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