Cellules tandem Organique/Silicium à 3 terminaux – ORGANIST

Le projet ORGANIST vise à développer un nouveau concept de cellule photovoltaïque (PV) hybride organique/silicium. Plusieurs avancées récentes dans le domaine du PV motivent ce projet, particulièrement innovant dans l’approche PV organique (OPV)/silicium, jamais développée jusqu’à présent :
(i) L’augmentation spectaculaire des rendements de conversion des cellules organiques grâce à la découverte des semi-conducteurs non fullerène : de 5-9% de rendement il y a quelques années, le record de rendement est aujourd’hui de 19%. En outre, une étude récente a montré qu’une stabilité de 30 ans était envisageable pour une cellule organique.
(ii) L’architecture innovante de cellules tandem à 3 terminaux (3T) pour laquelle la cellule arrière (cellule bottom) est constituée d’une cellule silicium à contacts interdigités en face arrière (IBC- Interdigitated Back Contacts) sur laquelle est déposé un semiconducteur de plus grande bande interdite (cellule top) avec une couche d’interface jouant le rôle de barrière sélective pour un type de porteurs de charge. Une telle architecture permet ainsi de s’affranchir des contraintes d’adaptation des courants et de jonction tunnel des cellules 2T, et d’alignement des grilles de contact des cellules 4T. Ce concept innovant s’appuie sur la technologie maîtrisée des cellules silicium à contacts IBC tout en offrant de nombreuses possibilités dans le choix des matériaux pour la réalisation de la cellule top.
La grande flexibilité dans le choix de la largeur de bande interdite (>1,6eV) des matériaux organiques ainsi que leur très bonne absorption les place idéalement pour la réalisation d’une cellule top en association avec une cellule en silicium. L’objectif du projet est donc de réaliser des cellules tandem 3T Organique/Si. Cette association présente un potentiel technologique et industriel important puisqu’elle combine la technologie mature des cellules solaires en silicium et celle, bas-coût, des cellules organiques.