Mobilité des porteurs de charges dans les polymères

Mobilité des porteurs de charges dans les
polymères semiconducteurs : applications
aux cellules photovoltaïques organiques
Sadiara Fall
[email protected]r
InESS, Strasbourg, France
Dr. Patrick Lévêque
Pr. Thomas Heiser
LIPHT, Strasbourg, France
Doctorante Laure Biniek
Dr. Nicolas Leclerc
JOURNEE MATEOH 2010
25 Novembre 2010
MATEOH-PV
Matériaux et Technologies Organiques
et Hybrides pour le Photovoltaïque
MATEOH-PV
Matériaux et Technologies Organiques
et Hybrides pour le Photovoltaïque
En collaboration avec: Dimitri A. Ivanov, Denis V. Anokhin (IS2M, Mulhouse)
Martin Brinkmann (ICS, Strasbourg)

2
 Introduction et contexte
 Rappel sur le fonctionnement des transistors
 Elaboration des dispositifs
 Résultats expérimentaux
 Conclusion et perspectives
Plan

3
Transport des charges libres
 Architecture du polymère
 Morphologie du mélange polymère/accepteur
Cellule photovoltaïque
organique à hétérojonction
en volume idéale
ΦAl
4,3 eV
DONEUR
ACCEPTEUR
+
Fermi level
Energy
ΦITO
5 eV
LUMO
HOMO
E
HOMO
LUMO
1
3
4
2
4
5
5
EG
 Recombinaison
 Création de charge d’espace
Introduction et contexte

4
Etude d’une nouvelle famille de polymères semiconducteurs à
faible bande interdite
Etude du transport de charges: v = µ E
Utilisation des transistors organiques à effet de champ
 Matériaux purs (un seul type de porteurs)
 Mélanges polymère/fullerène (électrons et trous)
Introduction et contexte

5
Newman et al. Chem. Mater., Vol. 16, No. 23, 2004
GRILLE
DIELECTRIQUE
SOURCE DRAIN
COUCHE ACTIVE
Structure bottom-contact
Rappel sur le fonctionnement des transistors organiques à effet de champ