{"id":1971,"date":"2025-03-31T08:18:12","date_gmt":"2025-03-31T08:18:12","guid":{"rendered":"http:\/\/www.unilim.fr\/labex_sigmalim\/?p=1971"},"modified":"2025-04-17T07:56:21","modified_gmt":"2025-04-17T07:56:21","slug":"electrodes-a-nanofils-dargent-integrees-dans-des-cellules-solaires-organiques-avec-une-couche-active-epaisse-basee-sur-un-polymere-donneur-a-faible-cout","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.unilim.fr\/labex_sigmalim\/2025\/03\/31\/electrodes-a-nanofils-dargent-integrees-dans-des-cellules-solaires-organiques-avec-une-couche-active-epaisse-basee-sur-un-polymere-donneur-a-faible-cout\/","title":{"rendered":"[Publication] \u00c9lectrodes \u00e0 nanofils d&rsquo;argent int\u00e9gr\u00e9es dans des cellules solaires organiques avec une couche active \u00e9paisse bas\u00e9e sur un polym\u00e8re donneur \u00e0 faible co\u00fbt"},"content":{"rendered":"<p>Les cellules solaires \u00e0 base de silicium dominent largement l\u2019industrie photovolta\u00efque et repr\u00e9sentent plus de 95% du march\u00e9 mondial. Pourtant, leur processus de fabrication consomme beaucoup d&rsquo;\u00e9nergie en raison de la n\u00e9cessit\u00e9 d\u2019utiliser le silicium sous une forme ultrapure d\u00e9riv\u00e9e de la silice, conduisant \u00e0 une emprunte \u00e9nerg\u00e9tique importante, malgr\u00e9 des co\u00fbts aujourd\u2019hui bas li\u00e9s \u00e0 une production \u00e0 grande \u00e9chelle domin\u00e9e par la Chine. C&rsquo;est pourquoi, de plus en plus de nouvelles technologies permettant de r\u00e9duire le co\u00fbt de fabrication des cellules solaires sont \u00e9tudi\u00e9es. Ces derni\u00e8res ann\u00e9es, les cellules solaires organiques, utilisant des polym\u00e8res et mol\u00e9cules imprimables \u00e0 bas co\u00fbts, sont devenues tr\u00e8s attrayantes pour la recherche en raison de leurs avantages tels que leur emprunte \u00e9nerg\u00e9tique r\u00e9duite, leur flexibilit\u00e9, leur facilit\u00e9 d&rsquo;int\u00e9gration et leur absence de toxicit\u00e9.<\/p>\n<p>Pourtant, une fraction importante de l\u2019\u00e9nergie et du co\u00fbt d\u00e9pens\u00e9s pour la fabrication des cellules solaires organiques est associ\u00e9e \u00e0 l\u2019\u00e9lectrode transparente, qui est g\u00e9n\u00e9ralement bas\u00e9 sur de l\u2019oxyde d\u2019indium-\u00e9tain (ITO). La fabrication de l&rsquo;ITO mobilise en effet une technique de d\u00e9p\u00f4t sous vide et \u00e0 haute temp\u00e9rature, et l\u2019indium est de plus un mat\u00e9riau rare, difficile \u00e0 extraire et produit en faible volume \u00e0 l\u2019\u00e9chelle mondial. Il est donc n\u00e9cessaire de d\u00e9velopper des solutions de remplacement.<\/p>\n<p>Dans ce contexte, des \u00e9quipes de chercheurs de l\u2019Institut XLIM de Limoges et de l\u2019ICPEES (Institut de Chimie et Proc\u00e9d\u00e9s pour l&rsquo;Energie, l&rsquo;Environnement et la Sant\u00e9) de Strasbourg ont travaill\u00e9 sur le d\u00e9veloppement d\u2019\u00e9lectrodes \u00e0 nanofils d&rsquo;argent (AgNW) int\u00e9gr\u00e9es dans des cellules solaires organiques qui constituent l&rsquo;une des meilleures alternatives \u00e0 l\u2019ITO en raison de leurs excellentes propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques, optiques et m\u00e9caniques. Ce projet, qui a b\u00e9n\u00e9fici\u00e9 du soutien du LABEX \u2211-LIM, a d\u00e9montr\u00e9 que l&rsquo;incorporation de nanofils d&rsquo;argent entre deux couches de nanoparticules de ZnO (ZnONP) permet d&rsquo;obtenir des \u00e9lectrodes transparentes aux performances optiques et \u00e9lectriques sup\u00e9rieures \u00e0 celles de l\u2019ITO.<\/p>\n<p>Les chercheurs d\u2019XLIM ont ainsi d\u00e9velopp\u00e9 une architecture d\u2019\u00e9lectrode de type ZnONPs\/AgNWs\/ZnONPs, qu\u2019ils ont combin\u00e9e \u00e0 une couche active organique r\u00e9f\u00e9rence (PF2:PC70BM), pour d\u00e9montrer des composants photovolta\u00efques organiques efficaces.. Cela a permis de d\u00e9montrer une absorption optique accrue de la couche active, li\u00e9e \u00e0 l\u2019excellente transparence de l\u2019\u00e9lectrode \u00e0 nanofils. A travers des ph\u00e9nom\u00e8nes de r\u00e9sonance plasmonique, mis en \u00e9vidence au travers de mesures r\u00e9alis\u00e9es par spectroscopies optiques, une am\u00e9lioration d\u2019environ 20% du photocourant et du rendement de conversion de puissance global des cellules a \u00e9t\u00e9 observ\u00e9e par rapport \u00e0 la r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 base d&rsquo;ITO.<\/p>\n<p>Les composants obtenus montrent finalement une excellente reproductibilit\u00e9. Il a ainsi \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9 que les \u00e9lectrodes \u00e0 base de nanofils d&rsquo;argent constituent une alternative prometteuse en raison de leurs excellentes propri\u00e9t\u00e9s optiques, \u00e9lectriques et m\u00e9caniques : transparence, conductivit\u00e9 et flexibilit\u00e9. Elles ont le potentiel d\u2019adresser de nombreuses applications dans des domaines vari\u00e9s, tels que pour la d\u00e9tection et l\u2019\u00e9mission de lumi\u00e8re (photod\u00e9tecteurs, conversion d\u2018\u00e9nergie, diodes \u00e9lectroluminescentes pour l\u2019\u00e9clairage ou l\u2019affichage, etc.).<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.unilim.fr\/labex_sigmalim\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2025\/04\/Image-article-LABEX.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-1972 aligncenter\" src=\"https:\/\/www.unilim.fr\/labex_sigmalim\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2025\/04\/Image-article-LABEX-276x300.png\" alt=\"\" width=\"367\" height=\"399\" srcset=\"https:\/\/www.unilim.fr\/labex_sigmalim\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2025\/04\/Image-article-LABEX-276x300.png 276w, https:\/\/www.unilim.fr\/labex_sigmalim\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2025\/04\/Image-article-LABEX-768x834.png 768w, https:\/\/www.unilim.fr\/labex_sigmalim\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2025\/04\/Image-article-LABEX-943x1024.png 943w, https:\/\/www.unilim.fr\/labex_sigmalim\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2025\/04\/Image-article-LABEX.png 1132w\" sizes=\"auto, (max-width: 367px) 100vw, 367px\" \/><\/a><\/p>\n<p><em>L\u00e9gende. a) Spectres d&rsquo;absorption de la couche active avec les \u00e9lectrodes ITO et ZAZ ; b) spectres d&rsquo;absorption d&rsquo;une fine couche de 35 nm de PF2 sur ZAZ et ITO\/ZnO ; c) spectres IPCE des cellules solaires organiques avec les \u00e9lectrodes ITO et ZAZ et courant calcul\u00e9 associ\u00e9 sous AM1. 5G (ZAZ : 17,33 mA cm-2 ; ITO : 14,09 mA cm-2) ; d) courbes J(V) des cellules solaires organiques avec \u00e9lectrodes ITO et ZAZ ; e) spectres PL du PF2 sur \u00e9lectrodes ITO et ZAZ ; f) spectres TRPL du PF2 sur \u00e9lectrodes ITO et ZAZ. La longueur d&rsquo;onde d&rsquo;excitation est de 377 nm pour la PL et la TRPL ; nous avons \u00e9galement effectu\u00e9 une d\u00e9convolution qui inclut la r\u00e9ponse de l&rsquo;\u00e9quipement.<\/em><\/p>\n<p><em>\u00a0<\/em><\/p>\n<p><strong><u>Informations relatives \u00e0 la publication<\/u><\/strong><\/p>\n<p><strong>Journal : RRL Solar &#8211; Volume 7, Issue 2<\/strong><\/p>\n<p><strong>Date de publication :<\/strong> <strong>Janvier 2023<\/strong><\/p>\n<p><strong>Auteurs : Issoufou Ibrahim Zamkoye (Institut XLIM, UMR 7252 CNRS\/Universit\u00e9 de Limoges, Limoges, France), Johann Boucl\u00e9 (Institut XLIM, UMR 7252 CNRS\/Universit\u00e9 de Limoges, Limoges, France), Nicolas Leclerc (Institut de Chimie et Proc\u00e9d\u00e9s pour l&rsquo;Energie, l&rsquo;Environnement et la Sant\u00e9 (ICPEES), UMR 7515 CNRS\/Universit\u00e9 de Strasbourg, Strasbourg, France), Bruno Lucas (Institut XLIM, UMR 7252 CNRS\/Universit\u00e9 de Limoges, Limoges, France), Sylvain Vedraine (Institut XLIM, UMR 7252 CNRS\/Universit\u00e9 de Limoges, Limoges, France)<\/strong><\/p>\n<p><strong>\u00a0<\/strong><\/p>\n<p><strong>Lien : <\/strong><a href=\"https:\/\/onlinelibrary.wiley.com\/doi\/10.1002\/solr.202200756\"><strong>https:\/\/onlinelibrary.wiley.com\/doi\/10.1002\/solr.202200756<\/strong><\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Les cellules solaires \u00e0 base de silicium dominent largement l\u2019industrie photovolta\u00efque et repr\u00e9sentent plus de 95% du march\u00e9 mondial. 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