Descriptif

Ce cours vise à donner un aperçu complet des matériaux les plus prometteurs et les plus performants utilisés pour la fabrication de cellules solaires. Il décrit comment les matériaux organiques ont suscité un intérêt constamment grandissant pour la fabrication de couches actives dans les dispositifs photovoltaïques. Il met en évidence la relation entre la structure des matériaux, leur mise en œuvre et leurs propriétés optoélectroniques, afin de comprendre les performances des cellules solaires. Les matériaux sont présentés en fonction de leur rôle/fonction dans les dispositifs, et les performances de ces derniers sont liées à la fois à leur structure et à celle des dispositifs. Le principe de fonctionnement de dispositifs de structures différentes est expliqué (cellules solaires à hétérojonction, à colorant, à pérovskite hybride et tandem). Les méthodes les plus efficaces pour obtenir les matériaux aux propriétés souhaitées sont décrites, ainsi que les techniques utilisées pour caractériser leurs propriétés mécaniques, thermiques et optoélectroniques. Les propriétés optoélectroniques des matériaux sont étudiées en profondeur, notamment lorsqu'ils sont mis en œuvre sous forme de couches minces. Les mécanismes de dégradation, en termes de stabilité des matériaux et de conception des dispositifs, sont décrits, et des solutions permettant d'améliorer la stabilité sont présentées, ainsi que les méthodes développées pour améliorer les performances des cellules solaires. Les techniques de dépôt utilisées dans l'industrie pour élaborer des cellules solaires sont abordées.