Fonctionnalisation de surface des oxydes métalliques par des SAMs dipolaires; application aux cellules photovoltaïques

Functionalization the Surface of Metal Oxides by Dipolar SAMs Application to Photovoltaic Cells

• Auteur / Autrice : Mariem Ben Youssef
• Direction : Philippe Lang, Fayçal Kouki
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie. Surfaces, Interfaces, Matériaux Fonctionnels
• Date : Soutenance le 24/09/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Interfaces, Traitements, Organisation et Dynamique des Systèmes (Paris ; 2001-....)
• Jury : Président / Présidente : François Maurel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Lang, Fayçal Kouki, Anne Lafosse, Kamel Alimi, Yvan Bonnassieux
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Anne Lafosse, Kamel Alimi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Moments dipolaires

Conducteurs organiques

Dipôles magnétiques

Photopiles

Monocouches moléculaires autoassemblées

Oxydes métalliques

Mots clés libres

Oxyde métallique

Monocouches auto-assemblées

Dipôle

Photovoltaïque

Metal Oxide

Self-Assembling Monolayers

Dipole

Photovoltaic

Résumé

L'insertion de couches minces d'oxyde métallique (MO) à l'interface entre les électrodes conductrices (FTO / ITO, Métaux) et la couche active (polymère, pérovskite) constitue une solution prometteuse pour améliorer les performances des dispositifs photovoltaïques organiques et hybrides. La procédure consiste à introduire des couches MO fonctionnalisées par des monocouches auto-assemblées dipolaires (SAMs) à l'interface entre l'électrode conductrice et la couche active. Les couches SAMs supportant des dipôles perpendiculaires à la surface peuvent avoir un impact important sur les dispositifs électroniques à la fois en affectant la croissance et l'organisation de la couche organique active et en accordant le travail de sortie des couches MO. Dans ce travail, nous montrons que le greffage des molécules dipolaires sur des couches minces de MO peut affecter considérablement les performances des cellules photovoltaïques. Cet impact dépend fortement de l'orientation du dipôle permanent situé sur la molécule SAM.

The insertion of very thin metal-oxide (MO) layers at the interface between the conductive electrodes (FTO/ITO, Metals) and the active layer (polymer, perovskite) presents a promising solution to improve the performances of organic and hybrid photovoltaic devices. The procedure is about introducing MO layers functionalized by dipolar self-assembling monolayer’s (SAMs) at the interface between the conductive electrode and the active layer. The SAM layers bearing dipoles perpendicular to the surface that can have a large impact on the electronic devices both by affecting the growth and organization of active organic layer and by tuning the work function of the MO layers. In this work we show that the grafting of dipole molecular on top of MO thin films can considerably affect the performance of the photovoltaic cell. The impact on these performances depends strongly on the orientation of the permanent dipole lying on the SAM molecule.