Etude de l'effet de la température sur les paramétres d'une cellule solaire organique

L'électrode LiF-Al (80.6 nm)

Semi-conducteur organique type- P (20 nm)

Semi-conducteur organique

L'anode ITO (30 nm)

Sub strat de ve

type- n (20 nm)

rre

IV.2. Notre échantillon

La structure choisie est une cellule photovoltaïque bicouche (ou hétérojonction) donneuraccepteur (D-A). Elle permet d'affranchir quelques problèmes rencontrés dans l'utilisation de la structure Schottky (semi-conducteur/ métal). En effet, une jonction D-A, il est équivalent d'éclairer coté ITO ou côté métal, surtout si les couche sont très minces. En pratique, l'éclairement est effectué côté ITO qui transmet prés de 80% de la lumière. Les épaisseurs mises en jeu (de l'ordre de 20nm pour chaque couche) permet de diminuer l'effet de filtre (diminuer les phénomènes d'interférences) ainsi les phénomènes de recombinaisons. Une structure hétérojonction permet d'accorder les spectres de deux couches afin de couvrir au mieux le spectre solaire [14].

Dans cette partie de travail, nous allons consacré notre effort sur la caractérisation d'une cellule photovoltaïque organique type ITO/PEDOT/CuPc/D5P/LiF- Al de surface 0.32 cm² comme elle est illustrée sur la figure IV.1.

Figure IV.1 : Cellule photovoltaïques organique étudiée.

IV .3. Caractéristique courant- tension

La figure IV.2 présente les caractéristiques courant- tension de notre cellule composée de 30 nm de PEDOT déposé sur 40 nm de D : CuPc/ A: D5P.

Figure IV.2: Caractéristiques courant- tension de la cellule ITO/PEDOT/CuPc/D5P/LiF-Al : (a) dans
l'obscurité à 2.5mW/cm^² et (b) sous éclairement à 100.7mW/cm^².
La figure IV.2 (a) montre que dans l'obscurité, le comportement électrique de la cellule est non

linéaire et la tension du seuil de conduction est plus élevée. Sous éclairement figure IV.2 (b), une remarquable amélioration du photocourant est constatée. La cellule présente une densité de courant de court-circuit de 2200 hA/cm², une tension à circuit ouvert de 0,444V et un rendement

de 0.39 %. En plus on observe que le photocourant en polarisation inverse est nul à l'obscurité, ce qui peut être expliqué par la non dissociation des excitons malgré l'augmentation de la tension de polarisation.

Figure IV.3: Puissance de la cellule photovoltaïque en fonction de la tension de
polarisation, sous éclairement à T=27 °C.

D'après la figure IV.3, la puissance maximale Pmax est très sensible à l'éclairement: lorsque l'éclairement augmente de 2.5 mW/cm² à 100.7 mW/cm², la puissance Pmax augmente de 4 %. Par contre, cette puissance maximale augmente légèrement avec la température.

Les paramètres de la cellule sont regroupés et comparés à ceux de référence [14] dans le tableau IV.1 ce dessous:

P (mw/cm^2)	Vco (V)		Jph (pA/cm^2)		FF			ç %		Résultat de référence [14] 2.5 /100.7
0.35	0.44	82.1	2205	0,54	0.48		0.62	0.46	Résultats de simulation 2.5 /100.7
0.30	0.444	100	2200	0.55	0.403		0.66	0.39

Tableau IV.1 : Paramètres photovoltaïques de la cellule ITO/PEDOT/ CuPc / D5P/LiF-Al.

Nous pouvons conclure que l'effet de l'illumination est important, et la forme de la courbe est aussi due à la forte valeur de facteur de forme qui varie de 0.55 à 0.403 suivant l'éclairement.