3-3 Quelques Perspectives :
A l?issue de ce travail de mémoire, nous avons pu
monter l?état de l?art de la technologie des cellules solaires
sensibilisées par colorant. De ce fait plusieurs perspectives
intéressantes sont apparues à nous pour un éventuel
travail de Master et/ou de Doctorat. En effet, ce domaine de recherche est
relativement récent et il y a encore tant de choses à
éclaircir, quand à la compréhension des mécanismes
physiques et chimiques mis en jeux dans ces cellules.
La première perspective qui nous ait apparue
intéressante c?est l?étude de l?influence des paramètres
structuraux et morphologiques des photo-anodes sur les performances de ces
cellules, et ce soit par le biais d?un travail expérimental
(élaboration et caractérisation des couches) soit par un travail
théorique qui peut se traduire par une prédiction de la meilleure
structure/morphologie des couches par une simulation.
Une deuxième perspective, peut être une
focalisation de l?étude sur les colorants utilisés dans ces
cellules et leur lien avec la surface du semi-conducteur. On peut
espérer trouver des colorants naturels plus accessibles (donc moins
onéreux) tout en étant aussi performant que les colorants
à base de complexes métalliques Ru.
Enfin, nous pouvons donner comme dernière perspective,
une étude sur l?amélioration des performances des
électrolytes solides pour s?affranchir du problème de
l?étanchéité posé par l?électrolyte liquide.
En essayant de comprendre théoriquement les causes de la faible
conductivité de ces électrolytes solides en essayant de proposer
quelques classes de nouveaux matériaux qui peuvent remplir cette
fonction primordiale dans la cellule solaire, à savoir leur
conductivité ionique.
3-4 Conclusion
Dans ce chapitre nous avons développé quelques
études récentes concernant l?amélioration des performances
des cellules solaires sensibilisées par colorant.
Une première étude concernait
l?amélioration des colorants. Pour cela nous avons vu d?abord que
l?ajout d?un deuxième colorant (pérylènes) en plus du
classique N3 permettait d?augmenter le rendement à 25%. Ensuite, nous
avons vu que pour diminuer le taux de recombinaison des colorants par un
facteur 3 l?utilisation de supersensibilisateurs était requise pour
délocaliser le trou laissé après l?injection de
l?électron. Aussi, nous avons vu qu?il y avait des études
permettant de s?affranchir des colorants à base de Ru en les
remplaçant par des colorants tout organiques ou contenant des
métaux moins onéreux tels que le cuivre ou le fer. Enfin, nous
avons vu que le colorant lorsqu?il partage une liaison covalente avec un
polymère conducteur d?un électrolyte solide, la densité de
courant était augmentée.
Une deuxième étude a consistait à
améliorer les performances des oxydes semiconducteurs. Pour cela nous
avons vu d?abord que les performances des cellules à base de l?oxyde de
zinc sont multiplié par 3 lorsqu?on utilise des nanosphère de ZnO
de 300 nm de diamètre, et ce à cause de la diffusion de la
lumière sur ces nanosphères qui augmentent son trajet (donc sa
probabilité d?absorption) sur la couche, une extrapolation de cette
étude sur le TiO2 permet de prédire une augmentation du rendement
encore plus importante. Ensuite nous avons vu que l?utilisation du SnO2 au lieu
du TiO2 permettait d?utiliser d?autres colorants (de Toupance) à cause
de sa structure favorable à leur adsorption. Puis nous avons
développé une étude intéressante concernant le
constat d?une amélioration notable des performances lorsqu?on utilise
deux oxydes semi-conducteurs, l?un formant le coeur et l?autre l?écorce
; ce qui permet d?avoir un bouclier de potentiel empêchant les
recombinaisons avec le médiateur oxydé. Enfin nous avons vu qu?il
est possible d?avoir un oxyde semi-conducteur de type p en choisissant des
colorants appropriés, ce qui fera fonctionner la cellule dans le sens
inverse d?une cellule de Graetzel.
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Dans un troisième temps, nous avons vu une étude
envisageant l?intégration des cellules de Graetzel sur un support
d?acier pour couvrir la plupart des surfaces de toit des bâtiments.
Enfin nous avons terminé ce chapitre par quelques
perspectives pour de nouvelles
études pratique et/ou théorique
sur les composantes de cette cellule solaire.
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