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Elargir le domaine de reponse spectrale des dispositifs semiconducteurs sensibilises par un colorant est un des problemes majeurs auxquels est confrontee l'application de la sensibilisation par un colorant. Il s'agit du facteur principal limitant le rendement de conversion de l'energie des cellules solaires a colorant. La synthese de colorants possedant un spectre d'absorption plus large est consideree comme une strategie possible. Une autre methode possible preconise l'utilisation de plusieurs pigments (colorants). Toutefois, les manieres les plus directes de le faire n'ont pas ete couronnees de succes, a cause de l'effet bloquant et isolant des couches epaisses de colorants a plusieurs composants. Neanmoins, si plusieurs colorants sont disperses de facon homogene sous forme de sous-couches sur une surface nanocristalline, le probleme de blocage et de passivation peut etre evite. Cependant, on se trouve en face d'une nouvelle contrainte a resoudre, a savoir que, pour obtenir une absorption complete au pic d'absorption de chaque colorant, il est necessaire d'augmenter l'epaisseur du film dans la limite de la longueur de diffusion des porteurs dans la matrice nanocristalline. Nous avons trouve plusieurs facons de surmonter ces difficultes et construit des cellules solaires modeles sensibilisees avec plusieurs colorants. Une cellule solaire fondee sur la configuration n-TiO 2 /D 1 -D 2 /p-CuSCN a ete construite, dans laquelle D 1 est un colorant ionique lie a la surface de TiO 2 et D 2 est un colorant ionique de charge opposee, lie electrosttiquement a D 1 . Dans une autre cellule, nous avons utilise les colorants D 1 et D 2 dans une heterostructure n-TiO 2 /D 1 /S/D 2 /p-CuSCN, dans laquelle S est une barriere ultra-mince d'un semiconducteur a grand gap. Chacun des dispositifs a double colorant presente des rendements de conversion superieurs a ceux des cellules solaires equivalentes a un seul colorant. Ces methodes peuvent aussi etre etendues aux cellules liquides. Une meilleure suppression de la recombinaison electron-trou a ete obtenue, ce qui met en evidence un avantage supplementaire des dispositifs a colorants multiples. Le mecanisme operationnel de ces dispositifs sera discute via le transfert d'electrons ou d'energie, ou encore le tunneling des electrons. |
