(Phys.org) —Dans le monde des cellules solaires organiques, les dispositifs à base de polymère peuvent actuellement être au sommet, mais d'autres matériaux organiques comme les « petites molécules » s'avèrent également prometteurs. Bien que les cellules solaires organiques à petites molécules aient actuellement une efficacité inférieure à celle des cellules solaires polymères, ils sont généralement plus faciles à fabriquer et leur efficacité s'améliore.

Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont montré qu'ils peuvent augmenter l'efficacité d'un type de cellule solaire organique à petites molécules de 6,02 % à 8,94 % simplement en ajustant l'épaisseur de la couche active et en insérant un espaceur optique entre la couche active et une électrode. L'amélioration de l'efficacité démontre que les cellules solaires à petites molécules ont le potentiel de rivaliser avec leurs homologues polymères, dont les rendements approchent les 10 %.

Les chercheurs, dirigé par Alan J. Heeger à l'Université de Californie à Santa Barbara, ont publié leur article sur l'amélioration de l'efficacité des cellules solaires à petites molécules dans un récent numéro de Lettres nano .

Comme les scientifiques l'expliquent dans leur article, les cellules solaires organiques à petites molécules présentent plusieurs avantages par rapport aux cellules solaires à polymère organique :synthèse relativement simple, mobilité des porteurs de charge élevée, particules de taille similaire (monodispersité), et une meilleure reproductibilité, entre autres. Cependant, les cellules solaires à petites molécules ont jusqu'à présent atteint des rendements supérieurs d'environ 8%, un peu en retard sur les meilleurs appareils polymères.

En démontrant comment quelques changements simples peuvent augmenter l'efficacité d'un type de cellule solaire organique à petites molécules de près de 50 %, les scientifiques ici ont montré que ces appareils ont encore le potentiel pour de vastes améliorations.

Le réglage de l'épaisseur de la couche active et l'insertion d'un espaceur optique en oxyde de zinc entre la couche active et l'électrode métallique permettent à la couche active de récolter plus de lumière, augmentation de l'absorption optique. L'insertion de l'espaceur optique place la couche active dans une position plus favorable dans le champ électrique optique à l'intérieur de la cellule. Comme les scientifiques l'ont expliqué, l'espaceur optique contribue à augmenter l'absorption de la lumière de trois manières :en augmentant l'efficacité de collecte des charges, servant de couche de blocage pour les trous, et réduire le taux de recombinaison.

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