Membres : Nadine Witkowski, Hervé Cruguel
Collaborations : Morten Madsen, University of Southern Denmark, Synchrotrons (Soleil, BESSY, Elettra, MAXIV)
Le but de cette activité de recherche est d’étudier la structure électronique des interfaces dans des cellules solaires à base de composés organiques pour comprendre les mécanismes qui favorisent ou limitent le transfert de charge au sein du dispositif. Les interfaces sont préparées in-situ sous vide par évaporation thermique ou dépôt par électrospray de molécules organiques sensibles. On s’intéresse en particulier aux couches d’oxydes transporteuses de charges positives et négatives et leurs interfaces avec des molécules organiques semiconductrices actives. Les couches d’oxyde sont préparées à basse température dans le groupe du Pr. Morten Madsen et envoyées à l’INSP pour étude de la structure électronique.
Légende : Gauche : Travail de sortie (a,b), bande de valence (c), niveau de cœur 3d du Mo en fonction de la température de recuit de l’oxyde de molybdène ; droite : modèle structural de la couche d’oxyde [3]
Une partie importante de notre activité à l’INSP consiste à étudier la structure électronique de ces matériaux en combinant des techniques de spectroscopie optique et électronique in situ. Nous réalisons en particulier des mesures de photoémission en laboratoire ou sur synchrotron pour comprendre l’alignement de bande aux interfaces ainsi que le couplage électronique entre les couches. Ces études spectroscopiques sont reliées à des études structurales par diffraction des rayons X et microscopie en champ proche pour comprendre comment la structure et la nature des interfaces peuvent influencer les performances des dispositifs.
Thèses
- Dylan Amelot, 2018-2021
- Mariam Ahmad, 2020-2023 co-direction avec Southern Denmark University (SMART – Structures of Materials in Real Time, Ministry of Higher Education and Science (UFM))
Publications
Dylan Amelot, Mehrad Ahmadpour, Quim Ros, Hervé Cruguel, Nicolas Casaretto, Albano Cossaro, Luca Floreano, Morten Madsen, Nadine Witkowski. Deciphering Electron Interplay at the Fullerene/Sputtered TiOx Interface: A Barrier-Free Electron Extraction for Organic Solar Cells. ACS Applied Materials & Interfaces 2021, 13 (16) , 19460-19466. https://doi.org/10.1021/acsami.1c01966
[1] Mina Mirsafaei, Pia Bomholt Jensen, Mehrad Ahmadpour, Harish Lakhotiya, John Lundsgaard Hansen, et al.. Sputter-Deposited Titanium Oxide Layers as Efficient Electron Selective Contacts in Organic Photovoltaic Devices. ACS Applied Energy Materials, ACS, 2019, 3 (1), pp.253-259. ⟨10.1021/acsaem.9b01454⟩. ⟨hal-02995171⟩
[2] Mehrad Ahmadpour, André Fernandes Cauduro, Christophe Méthivier, Birgit Kunert, Chiara Labanti, et al.. Crystalline Molybdenum Oxide Layers as Efficient and Stable Hole Contacts in Organic Photovoltaic Devices. ACS Applied Energy Materials, ACS, 2018, 2 (1), pp.420-427. ⟨10.1021/acsaem.8b01452⟩. ⟨hal-02097260⟩
[3] André Luis Fernandes Cauduro, Roberto dos Reis, Gong Chen, Andreas K. Schmid, Christophe Méthivier, et al.. Crystalline Molybdenum Oxide Thin-Films for Application as Interfacial Layers in Optoelectronic Devices. ACS Applied Materials & Interfaces, Washington, D.C. : American Chemical Society, 2017, 9 (8), pp.7717-7724. ⟨10.1021/acsami.6b14228⟩. ⟨hal-01464322⟩
