Interface Design for Halide Perovskite Solar Cells

Traitement et design des interfaces au sein des cellules solaires à base de pérovskites Les cellules solaires à pérovskite (HaPSC) sont l'une des technologies émergentes de la dernière décennie grâce à leurs propriétés optoélectriques opportunes, leurs matériaux à faible coût et une large gamme d'applications, atteignant 25,8% en 2023. Cependant, les PSC souffrent considérablement de leur instabilité dû a des facterus externes, comme l’humidité ou la température, et internes, comme les défauts d’interface conséquence du dispositif en hétérojuntion. L'objectif principal de ma thèse était d'améliorer la stabilité des PSC en protégeant les couches sensibles du dispositif contre l'humidité, et d'augmenter les performances en réduisant la recombinaison de charge aux interfaces. J'ai abordé cet objectif sous plusieurs angles au cours de ma thèse, de la fabrication des dispositifs à leur caractérisation complète. Dans mon premier projet, j’ai travaillé avec l'adamantane et ses dérivés, la 1-adamantanamine et l’1-adamantanamine hydrochlorydrate. Ces molécules étant hydrophobes, je voulais réaliser une couche protectrice contre humidité et éventuellement passivante, déposée à l’interface pérovskite (HaP)/HTL. Une préservation de la HaP est obtenu pendant une courte période avec 1ADAHCl. Nous n'avons pas observé d'amélioration des performances avec comme TiO2 un ETL. Mon deuxième projet était en collaboration avec ITODYSsur le développement d'acides aminocarboxyliques et d'acides amidinocarboxyliques comme couche de molécules auto-assemblées (SAM), afin d’améliorer l’interface ETL/HaP. Au final, sur 7 SAMs, l'iodhydrate d'acide 4'-amidino-[1,1'-biphényl]-4-carboxylique a présenté les performances les plus élevées grâce à ses groupes d'amarrage spécifiques favorisant le dépôt du film de pérovskite. J'ai poursuivi mon troisième projet avec mon stagiaire, avec l'introduction de la passivation en sandwich en utilisant du PMMA et PCBM. La solution PMMA est optimisée à 5 mg/mL à l'interface HaP/HTL, alors que PMMA:PCBM a été utilisé à l'interface ETL/HaP. Au final, nous constatons qu'étonnamment le PMMA:PCBM n'a pas joué un rôle favorable dans notre configuration car il agissait comme une couche bloquante à l’interface.