Skip to main content

Preparation and Application of new n-type, Electron Acceptor Materials in Organic Solar Cells

Article Category

Article available in the folowing languages:

De nouveaux matériaux pour le photovoltaïque organique

Des scientifiques financés par l'UE travaillent à un photoconducteur organique basé sur le pérylène et capable de collecter efficacement l'énergie solaire.

Énergie

Les diimides de pérylène sont de forts accepteurs d'électron, et sont donc largement utilisés comme tels dans les cellules solaires polymériques à hétérojonction de masse. Cependant, peu de ces matériaux ont été synthétisés et utilisés comme composants photoactifs. Le projet DAMASCO («Preparation and application of new n-type, electron acceptor materials in organic solar cells»), financé par l'UE, conçoit et teste de nouveaux accepteurs d'électrons afin de fabriquer des cellules solaires polymériques à hétérojonction de masse avec un bon rendement. Le projet substitue des groupes en position diimide ou baie, démontrant la grande polyvalence chimique des diimides de pérylène. Les scientifiques ont déjà conçu une série de molécules basées sur ces diimides, avec différents anneaux aromatiques fusionnés en position baie. Ils ont totalement caractérisé les propriétés optiques et électrochimiques des nouveaux matériaux à base de diimides de pérylène. Les niveaux d'énergie orbitale moléculaire d'occupation minimale et maximale se sont avérés les plus adaptés comme accepteurs, dans le cadre d'un mélange avec un matériau conducteur de trous (polythiophène, PH3T). En outre, une réduction de l'intensité de la photoluminescence dans ces mélanges a souligné l'existence d'un processus de transfert de charge induit par la lumière entre le polythiophène et les diimides de pérylène. Les chercheurs ont obtenu un rendement de conversion de 1%, l'un des meilleurs pour des cellules solaires polymériques à hétérojonction de masse utilisant comme couche active le polythiophène et les diimides de pérylène. Les chercheurs se sont aussi efforcés de réaliser d'autres matériaux accepteurs d'électrons, et de synthétiser des accepteurs dimères et polymères de diimides en utilisant divers donneurs. Le projet DAMASCO a conçu de nouveaux matériaux photoactifs organiques, apportant une contribution notable au domaine des cellules solaires à base de polymères. Reste que pour arriver à une production en masse, il faudra consacrer d'importants efforts pour augmenter leur rendement de conversion et leur durée de vie.

Mots‑clés

Photovoltaïque organique, accepteur d'électron, diimides de pérylène, polymère, hétérojonction de masse, polythiophène

Découvrir d’autres articles du même domaine d’application