Amélioration de l’absorption photonique dans les cellules photovoltaïques organiques
Institution:
Aix-Marseille 3Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The photovoltaic conversion efficiency of organic solar cells is still too low to start their production at industrial level. In this work, we present a method to enhance photon absorption in photoactive layers. The first part of this work is focused on the development of a software for modelize and optimize organic solar cells. Based on repartition of the electromagnetic field in depth of cells, this software allows layers thicknesses optimization of «single» solar cells or multijunction solar cells like tandem cell. In the second part, we compute short circuit current densities which allows to link optical properties to electrical properties of organic solar cells. Our calculus were then validated by comparison with experimental results on bilayer heterojunction or bulk heterojonction solar cells. In the last part of this work we started a study concerning the enhancement of the localized electromagnetic field in organic layers including metallic nanoparticles (gold or silver).
Abstract FR:
Le rendement de conversion photoélectrique des cellules photovoltaïques organiques est encore trop faible pour envisager leur production à l’échelle industrielle. La solution proposée est l’amélioration du rendement d’absorption des photons dans les couches photoactives. La première partie de ce travail à concerné le développement d’un logiciel de modélisation et d’optimisation des cellules photovoltaïques organiques. Cet outil permet d’optimiser l’ensemble des épaisseurs des couches d’une cellule classique (bicouche ou mélange) ou des cellules plus complexes (cellules tandem). Puis nous avons relié les propriétés optiques des cellules organiques à leurs propriétés électriques en calculant les densités de courant de court circuit. La validation de nos modélisations a ensuite été réalisée par comparaison avec les résultats expérimentaux. Dans la dernière partie de ce travail nous avons abordé l’étude de l’exaltation locale du champ électromagnétique via des effets de plasmons de surface.