1. Préparation du substrat :
- Choisir un support adapté, comme du verre ou des films polymères souples, en fonction de l'application souhaitée.
- Nettoyer soigneusement le support pour éliminer tout contaminant.
2. Couche d'oxyde conducteur transparent (TCO) :
- Déposez une fine couche d'un matériau d'oxyde conducteur transparent (TCO), tel que l'oxyde d'indium et d'étain (ITO), sur le substrat.
- Cette couche sert d’électrode transparente et laisse passer la lumière tout en conduisant l’électricité.
3. Couche de transport de trous (HTL) :
- Déposez une fine couche d'un matériau de transport de trous (HTL) au-dessus de la couche de TCO.
- Les matériaux HTL facilitent le mouvement des trous chargés positivement (porteurs) de la couche organique vers l'électrode TCO.
4. Couche active (matériaux donneurs et accepteurs) :
- Déposer un mélange de matériaux semi-conducteurs organiques, constitué d'un matériau donneur (donneur d'électrons) et d'un matériau accepteur (accepteur d'électrons).
- Cette couche est chargée d'absorber la lumière et de générer des porteurs de charge lors de l'absorption des photons.
5. Couche de transport d'électrons (ETL) :
- Déposer une fine couche d'un matériau de transport d'électrons (ETL) sur la couche active.
- Les matériaux ETL facilitent le mouvement des électrons chargés négativement de la couche active vers la cathode.
6. Cathode :
- Déposer une fine couche d'un métal conducteur, tel que de l'aluminium ou de l'argent, comme cathode.
- La cathode collecte les électrons de l'ETL, complétant ainsi le circuit électrique.
7. Encapsulation :
- Protégez l'appareil des facteurs environnementaux en l'encapsulant avec un mastic ou une couche de couverture.
- L'encapsulation empêche la pénétration d'humidité et d'oxygène, ce qui peut dégrader les performances de l'appareil.
8. Optimisation des appareils :
- Optimiser divers paramètres de l'appareil, tels que l'épaisseur des couches, la composition des matériaux et l'architecture de l'appareil, grâce à l'expérimentation et à la modélisation, pour obtenir l'efficacité de conversion de puissance la plus élevée possible.
9. Test et caractérisation des appareils :
- Effectuer des mesures électriques dans des conditions de test standard pour déterminer les caractéristiques de l'appareil telles que la densité de courant de court-circuit (Jsc), la tension en circuit ouvert (Voc), le facteur de remplissage (FF) et l'efficacité de conversion de puissance (PCE).
10. Tests de stabilité :
- Effectuer des tests de stabilité pour évaluer les performances et la durabilité à long terme de la cellule solaire organique dans diverses conditions environnementales.
En suivant ces étapes et en optimisant soigneusement la structure et les matériaux du dispositif, il est possible de fabriquer des cellules solaires organiques efficaces capables de convertir l'énergie lumineuse en énergie électrique avec un rendement et une stabilité élevés.
