Formulation de particules colloïdales pour application dans le photovoltaïque organique

Le photovoltaïque organique connait depuis quelques années une évolution exponentielle. Cette technologie se démarque de son ainée, la filière silicium, par de nombreux avantages comme la légèreté, la possibilité de travailler sur substrats flexibles, et de faibles coûts énergétiques de fabrication. Les rendements, bien qu’encore trop faibles, ne cessent d’augmenter et un record certifié à 8,3% a récemment été publié.[1] Cependant plusieurs des verrous restent à lever, et le contrôle et la stabilité morphologique de la couche active en est un.

Les couches actives des cellules photovoltaïques organiques sont généralement composées d’un mélange de deux matériaux, l’un donneur et l’autre accepteur d’électrons. Les domaines de chacun des matériaux doivent idéalement être de l’ordre de la dizaine de nanomètres afin d’assurer, d’une part la formation de chemin de conduction pour les charges, et d’autres part de procurer aux excitons des interfaces donneur/accepteur à portée de diffusion. La morphologie optimale est généralement obtenue par des traitements thermiques post-production peu adaptés à un développement industriel. Une autre approche consiste fabriquer les nano-objets des matériaux donneurs et accepteur en phase liquide afin de s’affranchir du recuit thermique.

[1] Green, M. A., Emery, K., Hishikawa, Y., Warta, W. and Dunlop, E. D., Solar cell efficiency tables (Version 38), Progress in Photovoltaics: Research and Applications 19 (5), 2011: 565-572.