Chimie des matériaux

OLED, cellules solaires

Comprendre comment les diodes électroluminescentes organiques convertissent les charges injectées en lumière et comment les cellules photovoltaïques transforment les photons absorbés en travail électrique utile.

IntuitionDu photon à la fonction

Une OLED est un empilement mince qui injecte électrons et trous dans un émetteur organique ; leur recombinaison peut libérer un photon. Une cellule solaire suit le trajet énergétique inverse : un photon crée un état excité, puis des contacts sélectifs séparent les charges avant leur recombinaison.

ScolaireVue d’ensemble du dispositif

Dans une OLED simple, l’anode fournit les trous et la cathode les électrons. Les couches de transport équilibrent l’injection et la couche émissive héberge les excitons. Le circuit externe fournit l’énergie : la lumière n’est donc pas une libération spontanée d’énergie chimique.

UniversitaireNiveaux d’énergie et pertes

Dans les semi-conducteurs moléculaires, les orbitales frontières sont souvent décrites par les niveaux HOMO et LUMO, qui s’élargissent en états de transport dans le solide. La liaison de l’exciton peut être forte ; les interfaces donneur-accepteur ou un milieu très permittif facilitent parfois la séparation. Un décalage excessif gaspille l’énergie.

AvancéMatériaux et physique des dispositifs

La tension en circuit ouvert d’une cellule solaire est limitée par la bande interdite de l’absorbeur et par les recombinaisons radiatives et non radiatives. Le courant de court-circuit dépend du spectre, de l’absorption et de la probabilité de collecte. Il faut analyser toute la courbe courant-tension, sans confondre forte absorption et bon dispositif.

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