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Couches interfaciales TiO2 et NiO déposées par CSD et PVD, pour cellules solaires organiques
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| Auteurs principaux : | , , |
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| Collectivités auteurs : | , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français anglais |
| Titre complet : | Couches interfaciales TiO2 et NiO déposées par CSD et PVD, pour cellules solaires organiques / Arkadiusz Karpinski; sous la direction de Luc Brohan ; co-encadrants de thèse Mireille Richard-Plouet, Pierre-Yves Jouan |
| Publié : |
[S.l.] :
[s.n.]
, 2011 |
| Description matérielle : | 1 vol. (240 p.) |
| Condition d'utilisation et de reproduction : | Publication autorisée par le jury |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Science des matériaux, Chimie du solide : Nantes : 2011 |
| Sujets : | |
| Documents associés : | Reproduit comme:
Couches interfaciales TiO2 et NiO déposées par CSD et PVD, pour cellules solaires organiques |
| Particularités de l'exemplaire : | BU Sciences, Ex. 1 : Titre temporairement indisponible à la communication |
| Variantes de titre : | The interfactial layers of TiO2 et NiO deposited by CSD and PVD for organic solar cells |
|---|---|
| Notes : | Thèse rédigée en anglais avec un résumé en français de 28 p.. |
| Bibliographie : | Références bibliographiques Les cellules solaires organiques et notamment celles à base de polymères sont une technologie en émergence qui possède des atouts importants en termes de mise en œuvre et de possibilité d'intégration, mais elles demeurent moins performantes que les cellules à base de matériaux inorganiques. L'objectif du travail a été de modifier la structure classique très simple des cellules actuelles (métal-semiconducteur-métal) en insérant des couches d'oxydes métalliques semiconducteurs entre la couche active organique et les électrodes : structure P-I-N (pour semiconducteur de type p-semiconducteur intrinsèque-semi conducteur de type n). Le manuscrit décrit les conditions d'obtention des couches interfaciales semi-conductrices : de type n de TiO2 et de type p de NiO. Deux techniques de mise en œuvre de ces matériaux ont été explorées en parallèle et évaluées, à savoir une technique par voie humide basée sur le sol-gel compatible avec l'impression par jet d'encre, et une technique de dépôt physique en phase vapeur : la pulvérisation cathodique réactive. Les nanoparticules de TiO2 , anatase cristallisées ont été préparées par réaction sous condition autogène à partir de [Ti8O12(H2O)24]C18,HC1,7H2O.L'optimisation des conditions de synthèse a permis d'ajuster les caractéristiques physico-chimiques des solutions colloïdales. Elles ont été adaptées pour le jet d'encre et conduisent à des films minces d'oxyde de titane, sans qu'un recuit ultérieur à haute température soit nécessaire. Leur mise œuvre dans des cellules solaires organiques a permis d'améliorer significativement la durée des dispositifs. Les conditions de stabilité de sols d'hydroxysel de nickel ont été déterminées. Le dépôt par voie chimique de ces sols a permis l'obtention de films de NiO après recuit à 400°C. En parallèle, les conditions de dépôt de NiO par pulvérisation réactive à partir d'une cible métallique ont été étudiées et transférées dans un réacteur industriel. Ce procédé conduit à des films cristallisés qui peuvent être mis en œuvre sans traitement additionnel. Organic solar cells, including those based on polymers are an emerging technology that has a strong potential in terms of implementation and possibility of integration, but they are less efficient than cells based on inorganic materials. The objective of the present work was to modify the classic stucture of organic solar cells ( metal-semiconductor-metal) by inserting the layers of metal oxide semiconductors between organic active layers and the electrodes : structure P-I-N (for p-type semiconductor intrinsic semiconductor-semiconductor n-type). The manuscript describes the way for thin-films deposition of interfacial semiconductors : n-type of TiO2 and p-type of NiO. Two techniques for the implementation of these materials have been explored and evaluated in parallel, namely a wet technique based on sol-gel compatible with ink jet printing and physical vapor deposition (reactive sputtering). The crystallized nanoparticles of TiO2 anatase were prepared in autoclaving conditions using [(TI8O12(H2O)24] C18, HC1, 7H2O precursor. Optimization of synthesis conditions allowed adjusting the physicochemical characteristics of colloidal solutions. They have been adapted for ink-jet printing and lead to thin films of titanium dioxide, without a further annealing at high temperature. The implementation of interfacial layers improved significantly the life time of organic solar cells. The conditions for stability of colloidal nickel hydroxide were determined. The deposition by chemical wet techniques allows obtaining thin films of NiO after heat treatment at 400°C. In parallel, the deposition of NiO by reactive sputtering from a metallic target has been studied and transferred to an industrial reactor. This process resulted in crystalline films that can be implemented without additionnal treatment |