Note ABES Élaboration et caractérisation de couches minces d’oxydes transparents conducteurs de SnO2 non dopé et dopé : application pour les cellules solaires organiques Elaboration and characterization of undoped and doped SnO2 thin films : application for organic solar cells Oxyde transparent conducteur Oxyde d’étain Pulvérisation cathodique Sol-gel Électrode transparente Couche de transport des électrons Cellule solaire organique Transparent conducting oxides, Tin oxyde Sputtering Sol-gel Transparent electrode Electron transport layer Organic solar cells 530.427 5 621.312 44 Couches minces Oxydes métalliques Cellules solaires organiques Le domaine de la conversion photovoltaïque est un domaine en constante expansion. La stratégie actuelle est de réduire le coût des cellules photovoltaïques en développant des matériaux et des méthodes de production à un faible coût. L’oxyde d’indium dopé à l’étain (ITO), qui joue le rôle d’électrode transparente, possède un coût de fabrication élevé, en plus de présenter quelques inconvénients tel que son incompatibilité avec certaines nouvelles technologies photovoltaïques. Ce travail de thèse a pour but l’élaboration de films d’oxyde d’étain (SnO2) selon deux procédés, la pulvérisation cathodique magnétron en mode réactive et la voie sol-gel, et leur intégration dans les cellules photovoltaïques organiques en tant qu’électrode transparente à la place de l’ITO. Les films élaborés par voie sol-gel sont dopés au moyen de trois éléments : l’antimoine, l’indium et le germanium. Dans un premier temps, des conditions d’élaborations optimales ont été établies pour les dépôts réalisés par pulvérisation cathodique. La démarche d’intégration de ces films dans les cellules solaires organiques a été concluante. En effet, les cellules à base de SnO2 ont présenté des rendements proches de ceux des cellules solaires organiques ayant pour couche active le mélange poly(3-hexylthiophene) : [6,6]-phényl-C60-butanoate de méthyle (P3HT : PC60BM) et à base d’ITO. Les performances obtenues serviront de socle à de futurs améliorations du procédé d’élaboration des films de SnO2 et par conséquent à une amélioration des rendements photovoltaïques des cellules. Quant aux films de SnO2 dopé et élaborés par voie sol-gel, ils présentaient des conductivités électriques beaucoup trop faible pour pouvoir remplacer l’ITO en tant qu’électrode transparente. Ils ont donc été intégrés aux cellules solaires organiques en tant que couche de transport des électrons, à la place du PEIE. Ces cellules ont conduit à des rendements proches de ceux des cellules solaires organiques à base de polyéthylèneimine (PEIE). Pour les cellules à base de SnO2 dopé à l’indium, des rendements de conversion similaires à ceux de la cellule de référence ont été obtenus. The field of photovoltaic conversion is in constant evolution. The current strategy is to reduce the cost of photovoltaic cells by developing low-cost materials and production methods. Indium oxide doped with tin (ITO), which acts as transparent electrode, has a high manufacturing cost and an incompatibility with certain new PV technologies.The aim of this thesis is to elaborate tin oxide (SnO2) films by RF-magnetron sputtering and sol-gel methods in order to use them as electrodes in Organic Solar Cells (OSCs). The SnO2 films elaborated with the sol-gel method are doped using antimony, indium, and germanium. Initially, optimized conditions for the preparation of SnO2 undoped thin films by sputtering were established and their use in OSCs was conclusive. Indeed, SnO2 based solar cells have shown efficiencies close to those of OSCs using poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl): [6,6]-phenyl-C60-butryric acid methyl ester (P3HT: PC60BM) as active layer and based on ITO. The obtained performances are considered as a basis for future improvements.For the doped SnO2 thin films, prepared by sol-gel method, they showed very low electrical conductivities values. So, they can’t replace the ITO as a transparent electrode, we use them as an electron transport layer in OSCs as an alternative to polyethylenimine ethoxylated (PEIE). These cells led to efficiencies close to those of PEIE based OSCs. For indium doped SnO2 based cells, the efficiencies were similar to those of the reference cell. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 17686848 Université de Strasbourg Strasbourg 2023-12-31 https://theses.hal.science/tel-04692770 application/pdf 17320419 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2022/BELAYACHI_Wissal_2022_ED182.pdf http://www.theses.fr/2022STRAE016/abes https://theses.hal.science/tel-04692770 https://theses.hal.science/tel-04692770 https://theses.hal.science/tel-04692770 Belayachi Wissal 1992-06-21 FR 264253817 0409908491H 21726682 4200003 https://theses.fr/2022STRAE016 2022STRAE016 https://doi.org/10.70675/894ff0d5zd5f8z4557z9a70za2dedbfeb527 2022-06-27 Chimie physique Strasbourg 131056549 Université Mohammed V (Rabat ; 1957-....) MADS_ETABLISSEMENT_DE_COTUTELLE_1 026404591 Doctorat Docteur es non oui Dinia Aziz MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 059840633 Abd-Lefdil Mohammed MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 130520063 Regragui Mohammed MADS_PRESIDENT_DU_JURY 268899657 Edfouf Zineb MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 158681959 Slaoui Abdelilah MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 116007516 Ihlal Ahmed MADS_RAPPORTEUR_1 268895864 Fahoume Mounir MADS_RAPPORTEUR_2 26889972X École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 182 156500019 Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 151842973 93794 ddc:530 ddc:620 Université Mohammed V (Rabat) Dinia Aziz Abd-Lefdil Mohammed Regragui Mohammed Edfouf Zineb Slaoui Abdelilah Ihlal Ahmed Fahoume Mounir École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) PDF 17686848