Intégration de nanomatériaux à base de quelques couches de graphène servant d'électrode (transparente) conductrice dans les cellules solaires organiques

Integration of few kayer graphene nanomaterials in organic solar cells as (transparent) conductor electrodes

• Auteur / Autrice : Azhar Ali Ayaz Pirzado
• Direction : François Le Normand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique, microélectronique, photonique
• Date : Soutenance le 12/06/2015
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Turek
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Izabela Janowska, Alain Celzard
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Costel-Sorin Cojocaru, Brigitte Vigolo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie

Transfert de charge

Nanotubes

Graphène

Couches minces semiconductrices

Photopiles

Mots clés libres

Électrodes transparentes conductrices

Films de graphène multicouches

Graphène par exfoliation

Transport de charge

Hybrides de graphène et de nanotubes de carbone

Travail de sortie

Transmission de la lumière

Transparent conductor electrodes

Few layer graphene

Graphene by exfoliation

Charge transport

FLG-CNTs hybrid

Work function,

Light transmission

Résumé

Dans cette thèse, des films à base de graphène ont été étudiés comme alternatives viables dans la fabrication d'électrodes transparentes (TCE). Elle met l'accent sur des couches fines de graphène (FLG), sur l'oxyde de graphène réduit (RGO) et leurs hybrides avec des nanotubes de carbone (NTCs) pour être utilisé comme TCE dans les cellule solaires organiques (OSC). Les FLGs et RGO ont été préparés par des méthodes d'exfoliation mécanique ou en phase liquide assistée par micro-ondes. Ces nanomatériaux dilués dans un solvant liquide ont été déposé en couche mince par aérographe. Des caractérisations de transport de charge ont été obtenues grâce à la méthode des 4 pointes. Ces échantillons ont été caractérisés: leur transparence(UV-Visible), leur morphologie et leur topographique (MEB, MET, AFM) ainsi que le travail de sortie (UPS). Pour obtenir des informations sur la qualité structurelle des échantillons, nous avons utilisés les méthodes de spectroscopie XPS, Raman et la photoluminescence.

Graphene mate rials have been researched as viable alternatives of transparent conductors electrodes (TCEs) in this thesis. Current study focuses on few layer graphene (FLG), reduced graphene oxide (rGO) and their hybrids with carbon nanotubes (CNTs) for TCE applications inorganic solar cells (OSCs). FLGs and rGOs have been prepared by mechanical and microwave-assisted exfoliation methods. This films of these materials have been produced by hot-spray method. Results of charge transport characterizations by four-point probes, transparency (UV-Vis), measurements, along with morphological (SEM, TEM) and topgraphic (AFM) studies of films have been presented. UPS studies were performed to determine for a work-function. XPS,Raman and Photoluminescence studies have been employed to obtain the information about the structural quality of the samples.