II.5. Caractérisations optiques
II.5.1. Spectre d'absorption
Les spectres d'absorption sont utilisés pour
déterminer la quantité de lumière absorbée par le
film organique ou pour mesurer la transmission d'une électrode semi-
transparente. La comparaison des spectres d'absorption d'un mélange de
deux espèces et des espèces pures peut également mettre en
évidence un transfert de charge, par exemple entre un donneur et un
accepteur.
II.5.2. Spectre de fluorescence
Le spectrofluorimètre permet de réaliser des
spectres d'émission ou spectres de fluorescence pour lesquels la
longueur d'onde d'excitation est fixe.
Figure II.8: Processus de photo- émission.
Si l'énergie des photons est supérieure au
seuil d'émission, l'électron éjecté dispose d'une
énergie cinétique suffisante pour franchir la barrière de
potentiel entre le volume et le vide. Son énergie est directement
liée à celle de son niveau d'origine suivant la relation [10]:
E=hõ-E1-eö (II.1)
E représente l'énergie cinétique de
l'électron émis, hõ est l'énergie des
photons, E, l'énergie de liaison de l'électron émis et
eö son travail de sortie (Figure II.8). L'énergie cinétique
est mesurée par le dispositif expérimental. Elle est
caractéristique de l'élément chimique d'où provient
l'électron et de son environnement chimique. La mesure de spectre de la
lumière émise indiquera s'il y a une recombinaison radiative dans
le film, par la suite implique une diminution du rendement de conversion
photovoltaïque.
II.6. Caractérisations électriques
La voltamétrie cyclique est une technique qui permet
de déterminer l'affinité électronique et le potentiel
d'ionisation des matériaux organiques. Cette méthode dynamique
consiste en un balayage de tension appliquée à une cellule
électrochimique, associé à l'enregistrement des
changements de courant induit par des réactions d'oxydation et de
réduction figure II.9 [08-09- 10].
Figure II.9: Configuration de la cellule
électrochimique.
Le processus d'oxydation correspond à l'extraction
d'un électron de la bande de valence (HOMO) et le cycle de
réduction correspond à l'addition d'un électron à
la bande de conduction (LUMO). Les mesures peuvent être effectuées
sur des matériaux organiques à l'état solide ou en
solution.
II.7. Les avantages des cellules photovoltaïques
organiques
· Il est possible de créer des cellules
transparentes, qui ouvrent de nombreuses possibilités:
Possibilité d'utilisation bifaciale: L'énergie solaire peut
être capter par les deux faces, donc il est possible d'utiliser ces
cellules dans un environnement de faible luminosité ou de
luminosité diffuse.
· Insertion dans des éléments
architecturaux : En raison de leur transparence et de leur efficacité en
faible luminosité, ces cellules pourront être
insérées dans des menuiseries (fenêtres, portes,
lumière zénithale, ...), ou sur des éléments
(toitures, bardages, parois,
...) .Par ailleurs, en choisissant la couleur du colorant, il
est possible de modifier les coloris des cellules.
· Utilisation de multicouches: Plusieurs couches
transparentes peuvent être superposées, ce qui augmentera
l'efficacité des cellules.
· D'un faible encombrement, un panneau de cellule peut
être miniaturisée. Ainsi, certaines cellules expérimentales
sont composées de trois couches de 0.4 mm d'épaisseur.
· Coût plus faible que les cellules à
silicium.
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