Note publique d'information : Ce travail décrit l’élaboration et l’optimisation de nouvelles électrodes transparentes
et conductrices exemptes d’indium pour application dans des dispositifs optoélectroniques
et en particulier des cellules photovoltaïques organiques. Dans ce contexte, une nouvelle
architecture d’électrode tri-couche (Oxyde/Métal/Oxyde) déposée par pulvérisation
par faisceau d’ions (IBS) a été développée. L’utilisation de cette technologie, permettant
des dépôts à température ambiante, rendent ces électrodes compatibles avec des substrats
flexibles. De plus, l’absence de l’indium, élément rare et cher, ainsi que la réalisation
d’une structure tri-couche diminuant la quantité de matériau utilisée, permettent
une diminution considérable du coût de l’électrode. Dans ce travail, différents oxydes
métalliques (ZnO, MoO3 et V2O5) et métaux (Ag et Cu) ont été étudiés. Les épaisseurs
des différentes couches du système Oxyde/Métal/Oxyde ont tout d’abord été optimisées
afin de déterminer le compromis optimal transmission optique/conductivité électrique
des électrodes et d’expliquer le rôle de chaque couche. Ces électrodes optimisées
ont ensuite été utilisées avec succès dans des cellules photovoltaïques organiques.
Finalement, en déposant une de nos meilleures électrodes optimisées sur un substrat
flexible, une cellule photovoltaïque organique flexible sans indium a été fabriquée.
Note publique d'information : This work describes the development and optimization of new indium-free transparent
and conductive electrodes for optoelectronic devices, especially for organic solar
cells. In this context, a new architecture of tri-layer electrode (Oxide/Metal/Oxide)
deposited by ion beam sputtering (IBS) has been developed. The use of this technology,
which allows the deposition of electrodes at room temperature, makes these electrodes
compatible with flexible substrates. In addition, the absence of indium, which is
one of the rare and expensive materials, and the realization of the tri-layer structure
which reduces the amount of used materials, allow a significant cost reduction of
the electrode. In this work, different oxides (ZnO, MoO3 and V2O5) and metals (Ag
and Cu) were studied. First of all, the thicknesses of various layers in the Oxide/Metal/Oxide
system have been optimized to determine the optimal optical transmission/electrical
conductivity compromise of the electrodes and to explain the role of each layer. Then,
the optimized electrodes have been successfully used in organic solar cells. Finally,
by using one of our best electrodes deposited on a flexible substrate, an indium-free
flexible solar cell was fabricated.
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