ETUDE ET SIMULATION DES PROPRIETES ELECTRIQUES ET OPTIQUES DES CELLULES PHOTOVOLTAIQUES ORGANIQUES MULTICOUCHES

Abstract

Les recherches dans le domaine des cellules photovoltaïques organiques (OPVs) se sont focalisées sur l’insertion des couches interfaciales entre la couche active et les électrodes car elles favorisent les processus de transport de charges. Le travail présenté dans cette thèse s’inscrit dans l’étude de l’influence d'épaisseur des couches d'interface sur les cellules solaires organiques à structures inverses à base de P3HT: PCBM. Pour cela, nous avons élaboré et caractérisé des cellules, en variant l’épaisseur de la couche tampon ZnO (couche de transport d'électrons (ETL)). Ensuite, nous avons modélisé les paramètres des cellules réalisés en utilisant le modèle du milieu effectif et l'outil de simulation SCAPS à partir duquel nous nous avons reproduit et prédit les propriétés des composants introduits dans la composition des dispositifs. Nous avons fait varier l'épaisseur de la couche cathodique et calculé les caractéristiques J-V des cellules solaires et leur efficacité quantique externe (EQE). Le rendement de conversion d'énergie le plus élevé a été obtenu pour 20 nm d'épaisseur de couche tampon ZnO. Cependant, une augmentation de l'épaisseur de la couche interfaciale entraîne une diminution significative de l'efficacité ainsi que d'autres paramètres. Les résultats trouvés par simulation sont cohérents avec nos mesures expérimentales ainsi qu’avec les mesures des paramètres des dispositifs que l'on trouve dans la documentation.