Les piles à base de polymères
Fonctionnement
Les piles solaires dites organiques, à base de polymères, font l’objet d’un intérêt croissant. Le principe de fonctionnement de ces piles repose sur l’hétérojonction (jonction distribuée dans l’ensemble du film) entre un polymère conjugué (alternance entre une liaison chimique simple et une liaison double) jouant le rôle de donneur d’électrons et un accepteur d’électrons, souvent un dérivé du C60, par exemple des molécules de fullerène.
Innovation et rendement
La possibilité de fabriquer une pile flexible lorsqu’on utilise un substrat de plastique conducteur et la fabrication à température ambiante sont les principaux atouts de cette technologie. Ce type de pile est notamment utilisé en Europe sur des parasols où l'on peut y bracher un téléphone cellulaire ou un lecteur mp3 afin d'assurer leur recharge. Toutefois, la dégradation des composés organiques ainsi que la faible mobilité des électrons dans les polymères expliquent les rendements de conversion relativement faibles de ces dispositifs qui atteignaient en 2009 entre 6,0 et 6,6% [1], [2]. En utilisant un nouveau polymère semi-conducteur, le rendement de conversion atteint maintenant 7,4% [3].
Solution
Une des solutions envisagées consiste en un dispositif hybride organique/inorganique obtenu en remplaçant le polymère accepteur d’électrons par un semi-conducteur de type n comme le dioxyde de titane (TiO2) ou l’oxyde de zinc (ZnO). Le choix de ces deux matériaux est basé sur leur bonne transparence, une mobilité électronique élevée et ils sont faciles à fabriquer.
Médiagraphie
[1]. Park, S. H., A. Roy, S. Beaupré, S. Cho, N. Coates, J. S. Moon, D. Moses, M. Leclerc, K. Lee et A. J. Heeger, Nature Photonics, 3, 297 (2009).
[2]. Hou, J., H.-Y. Chen, S. Zhang, R. I. Chen, Y. Yang, Y. Wu et G. Li, J. Am. Chem. Soc., 131, 15586 (2009).
[3]. Liang, Y., Z. Xu, J. Xia, S.-T. Tsai, Y. Wu, G. Li, C. Ray et L. Yu, Adv. Mater.,22, 1 (2010).
[4]. Source de l'image de la pile polymère, URL de cette page: energies-solaires.org.
