La stabilité et le vieillissement aux interfaces des cellules solaires organiques photovoltaïques

Abstract

Les durées de vie des cellules solaires photovoltaïques organiques (OPV) doivent être améliorées afin que cette technologie puisse être commercialisée sur une grande échelle. Ce travail étudie l’influence de la sélection des matériaux pour l’interface supérieure sur la dégradation des OPV inversées. La première partie de cette étude s’occupe des effets de la dégradation thermale. Il a été constaté que la tension de circuit-ouvert (VOC) et le facteur de forme (FF) diminuent lors du vieillissement des OPVs ayant une HTL de MoO3 et une électrode d’argent. Des expériences de caractérisation physique ont mis en évidence que les électrodes d’argent démouillent lors du vieillissement thermique ce qui peut conduire à la mort rapide des cellules avec des électrodes minces. Des analyses de rupture ont également faites. Il a été constaté que l’adhésion d’interface supérieure augmente fortement dans les échantillons avec électrode en argent due à la diffusion de matière, et il est possible qu’il y ait une relation entre cette diffusion et la perte de VOC et FF. Dans la deuxième partie, les effets de la lumière sur la dégradation et l’influence de la présence d’oxygène ou d’humidité ont été étudiés. Quelques effets des matériaux ont été notés, en particulier sur la durée de vie. L’oxygène a eu l’effet d’accélérer notablement la dégradation, et aucune différence n’a été notée selon les matériaux utilisés. En revanche, l’humidité a eu un effet prononcé sur les échantillons avec certains HTLs. Ce travail souligne l’importance de penser à la durée de vie quand on désigne les dispositifs OPV, en particulier pour sélectionner des matériaux appropriés afin d’optimiser la durée de vie.