1-4-2 Les cellules photovoltaïques organiques :
Face à la technologie utilisant les matériaux
inorganiques, les cellules solaires à base de composés organiques
connaissent un développement considérable. L?intérêt
de ces cellules vient aussi du fait que, contrairement aux cellules à
base de matériaux inorganiques, elles offrent beaucoup d?avantages : la
possibilité d?être déposée en grande surface, la
facilité de fabrication et de manipulation, la possibilité de
réaliser ces cellules sur des substrats flexibles, et grâce
à des coûts de fabrication et de matériaux plus faibles,
ces cellules devraient dans l?ensemble revenir beaucoup moins chères que
leurs concurrentes. Elles possèdent en revanche à l?heure
actuelle des durées de vie jugées inferieures à celles des
cellules inorganiques, et des rendements de conversion plus faibles.
Il existe deux types de cellules organiques:
1-4-2-1 Les cellules à base de matériaux
moléculaires :
Au cours de ces dernières années deux types de
cellules photovoltaïques organiques moléculaires ont
été intensivement étudiés : celles qui ont une
structure monocouche et celles à structure bicouche.
* Les cellules moléculaires monocouches décrites
comme étant de type Schottky utilisent un semi-conducteur de type p (ou
n) et se présentent sous la forme métal/organique/métal,
tel que le semi-conducteur est pris en sandwich entre deux électrodes de
métal. La zone active pour la conversion photovoltaïque se situe
entre une des électrodes métalliques et le semi-conducteur
(figure1.2).
Figure 1.2-Structure d?une cellule de type Schottky
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Les rendements pour ces structures sont faibles. (De l?ordre de
3%).
* Les cellules moléculaires bicouches utilisent deux
semi-conducteurs, un de type p et l'autre de type n, qui sont en contact
formant une jonction p-n. La zone active se trouve à l'interface entre
les deux semi-conducteurs (figure 1.3).
bicouche
Figure 1.3-Structure d?une cellule de type
1-4-2-2 Les cellules à base de polymères
:
Les cellules photovoltaïques à base de
polymères désignent une technique de cellules solaires organiques
produisant de l'électricité à partir de la lumière
à l'aide de polymères semi-conducteurs. Il s'agit d'une technique
relativement récente étudiée en laboratoire par des
groupes industriels et des universités à travers le monde.
Largement au stade expérimental, les cellules
polymères photovoltaïques offrent néanmoins
d'intéressantes perspectives. Les procédés de fabrication
sont bien moins consommateurs d'énergie que ceux mis en oeuvre pour les
cellules à base de semiconducteurs minéraux. Leur coût de
revient est bien plus faible et elles sont plus légères et moins
fragiles. Leur nature flexible les rend même aptes à
s'intégrer à des matériaux souples en polymères
organiques ou en silicones, voire à des fibres textiles [3]. Leur
principale faiblesse réside dans leur durée de vie encore
limitée induite par la dégradation des polymères
lorsqu?ils sont exposés au soleil. Actuellement des
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rendements de plus de 4 % ont été obtenus avec de
nouveaux types de cellules polymères récemment
développées.
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