PIE - Programme Interdisciplinaire Energie 2010-2013

Les cellules photovoltaïques hybrides organiques-inorganiques les plus efficaces (rendements : 11 à 12%), reposent sur le concept de couches absorbantes contenant des oxydes transparents nanostructurés imprégnés par des colorants organométalliques. Après transfert électronique photo-induit entre le colorant et l’oxyde, la régénération du colorant est assurée par l’électrolyte qui est dans la plupart des cas liquide, ce qui est problématique en termes d’applications. Notre projet se donne pour objectif de réaliser des cellules hybrides contenant des oxydes transparents sensibilisés par de nouveaux colorants purement organiques et ne contenant pas d’éléments liquides. Les cellules seront préparées en suivant deux approches complémentaires qui permettront de valider les structures chimiques des colorants développés : i) Cellules classiques sensibilisées à électrolyte solide (conducteur de trous moléculaire) : cette structure de référence basée sur du TiO2, permettra une comparaison directe des nouveaux colorants proposés avec les colorants commerciaux ii) Cellules solaires à jonction volumique utilisant des hétérojonctions p-n coaxiales à base des nano bâtonnets de ZnO sensibilisés par des colorants semi-conducteurs de type p. Par l’utilisation de techniques de caractérisation résolues en temps, ce projet doit finalement permettre de mieux comprendre les mécanismes de transferts de charges à l’interface organique/inorganique, permettant in fine d’adapter au mieux les structures des molécules développées à l’application visée.