Brevet FR3148673A1 — publié le 20241115

Cellule photovoltaïque à base de pérovskite de type p-i-n comprenant successivement, depuis la face arrière vers la face avant, au moins : - une couche tampon en alumine (20), ayant une épaisseur comprise entre 1nm et 5nm, - une couche de type n (30), - une couche active (40) en pérovskite de formule APbX 3 avec A représentant des cations méthylammonium, diméthylammonium, formamidinium, guanidinium et/ou césium et X représentant des anions halogénures. Figure pour l’abrégé : 1. Cellule photovoltaïque à base de pérovskite de type pin La présente invention se rapporte au domaine général des cellules photovoltaïques à base de pérovskite. L’invention concerne une cellule photovoltaïque à base de pérovskite de type PIN. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une telle cellule photovoltaïque. L’invention est particulièrement intéressante puisqu’elle permet d’obtenir des cellules photovoltaïques ayant de bonnes performances tout en étant stable dans le temps. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Classiquement, une cellule photovoltaïque à base de pérovskite comprend depuis la face arrière vers la face avant : - une électrode supérieure, - une couche tampon, - une couche de type n, - une couche active en pérovskite, - une couche de type p, - un oxyde transparent conducteur, - un substrat. Le rayonnement lumineux incident arrive sur la face avant de la cellule photovoltaïque. Cette configuration correspond à une cellule solaire de type PIN (aussi appelé type inverse). La couche de type p est une couche de transport de trous (ou HTL pour « Hole transport Layer »). La partie jouant le rôle de couche de transport d’électrons (ou ETL pour « Electron transport Layer ») est un bicouche formé de la couche de type n et de la couche tampon. Sans la présence de la couche tampon, les performances de la cellule sont diminuées. Les recombinaisons de charges aux interfaces entre la couche de pérovskite et l’électrode supérieure augmentent et le rendement photovoltaïque diminue. De plus, il y a une diffusion des ions (par exemple des ions d’iode) entre la couche active de pérovskite et l’électrode supérieure, ce qui contribue à la dégradation de stabilité de la cellule photovoltaïque. La couche tampon sert à i) éliminer l’accumulation des charges entre l’électrode supérieur et le semi-conducteur de type n, ii) faciliter l’extraction des électrons et à bloquer les trous porteurs et iii) diminuer ainsi la recombinaison des charges à l’interface couche n/électrode supérieur. Il est possible d’utiliser plusieurs matériaux pour la couche tampon des cellules photovoltaïques à base de pérovskites. Généralement, il s’agit de matériaux choisis parmi LiF, SnS, les oxydes métalliques et la BCP (bathocuproine). Les oxydes métalliques possèdent une meilleure stabilité à la température. Cependant, ils sont formés par des méthodes de dépôts par voie sèche nécessitant une température de dépôt élevée (typiquement supérieure à 100°C), ce qui dégrade la surface de la couche active en pérovskite. A titre d’exemple, l’utilisation d’une couche tampon de 20 nm en oxyde métallique SnOx au-dessus de la couche n (couche n/SnOx) a déjà été étudiée (H. Chen et al. « Regulating surface potential maximizes voltage in all-perovskite tandems”, Nature volume 613, pages 676–681 (2023)). La couche d’oxyde est déposée par ALD. Or, le dépôt d’une couche de SnOx nécessite des durées de dépôt relativement longues et peut nécessiter des températures supérieures à 90°C, conduisant à une dégradation des couches inférieures (notamment à une dégradation de la couche active en pérovskite). Un tel procédé n’est pas adapté aux exigences industrielles. L’utilisation d’une couche organique en BCP permet d’obtenir un bon compromis entre la performance et la stabilité. Cependant, la BCP ne présente pas une bonne stabilité à 85°C (température requise pour satisfaire aux normes de la Commission Electrotechnique Internationale (ou IEC pour « International Electrotechnical Commission »). De plus, la couche tampon de BCP doit être assez fine pour que les électrons puissent la traverser par effet tunnel. Or, la BCP est déposée par évaporation thermique, ce qui ne conduit pas à la formation de couches fines et uniformes. De plus, pour de larges surfaces (typiquement nécessaires à des applications industrielles), les couches de BCP présentent des contraintes, néfastes au bon fonctionnement de la cellule photovoltaïque. Un but de la présente invention est de proposer une cellule photovoltaïque de type PIN à base de pérovskite remédiant aux inconvénients de l’art antérieur, et en particulier ayant de bonnes performances tout en étant stable dans le temps. Pour cela, la présente invention propose une cellule photovoltaïque à base de pérovskite de type p-i-n comprenant successivement, depuis la face arrière vers la face avant, au moins : - une couche tampon en alumine, ayant une épaisseur comprise entre 1 nm et 5 nm, - une couche de type n, - une couche active en pérovskite de formule APbX 3 avec A représentant des cations méthylammonium, diméthylammonium, formamidinium, guanidinium et/ou césium (i.e. les cations peuvent être utilisés seuls ou en mélange) et X représentant des anions halogénures. L’invention se distingue fondamentalement de l’art antérieur par l’utilisation d’une couche tampon en alumine ayant une épaisseur comprise entre 1 et 5 nm. Par alumine, on entend l’oxyde d’aluminium de formule Al 2 O 3 . Une légère tolérance sur la stœchiométrie peut être admise et le matériau peut ainsi répondre à la formule AlO x avec x compris entre 0,8 et 1,5. Par x compris entre X et Y, on entend ici et par la suite que les bornes sont incluses. La couche d’alumine est un matériau stable à haute température et à l’humidité. L’utilisation d’une couche tampon en alumine à la place d’une couche tampon en BCP permet d’améliorer non seulement les performances des dispositifs, mais aussi la stabilité de la cellule photovoltaïque. Avantageusement, la couche tampon en alumine a une épaisseur comprise entre 3 et 4 nm. Avantageusement, la couche de type n est une couche en C 60 , PC 61 BM, PC 71 BM, PCBM/C 60 ou PCBM/C. Avantageusement, une électrode supérieure en argent, cuivre, aluminium ou nickel recouvre la couche tampon en alumine. Avantageusement, la cellule comprend successivement depuis la face arrière vers la face avant : - une électrode supérieure, par exemple en argent, - la couche tampon en alumine, - la couche de type n, par exemple en C60, - la couche active à base de pérovskite de type APbX 3 , par exemple en CsAFPbIBr, et plus particulièrement en (FA 0.83 Cs 0. 17 )Pb(I 0.6 Br 0.4 ) 3 , - une couche de type p, par exemple une couche autoassemblée, notamment une couche en 2-PACz, - une couche d’oxyde transparent conducteur, par exemple en oxyde d’indium-étain, - un substrat, par exemple en verre. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une cellule photovoltaïque comme définie précédemment. Le procédé comprend une étape au cours laquelle la couche tampon en alumine est formée par une étape de dépôt de couches atomiques (ou ALD pour « Atomic Layer Deposition ») sur la couche de type n. Cette technique de dépôt est, non seulement, adaptée à la croissance des couches fines et conformes, de larges surfaces mais aussi aux exigences industrielles. De plus, par rapport au dépôt par voie physique en phase vapeur, l’ALD présente une meilleure uniformité latérale. Elle est adaptée aux exigences du marché photovoltaïque. Avantageusement, la température lors de la formation de la couche tampon en alumine est comprise entre 25°C et 100°C, de préférence entre 40°C et 75°C. Avantageusement, la couche tampon en alumine est formée, dans une chambre de dépôt, en réalisant une ou plusieurs fois un cycle comprenant les sous-étapes suivantes : - injecter dans la chambre de dépôt un précurseur de l’aluminium, de préférence du triméthylaluminium (de formule Al 2 (CH 3 ) 6 , aussi noté TMA), puis purger la chambre de dépôt, - injecter dans la chambre de dépôt un précurseur de l’oxygène, de préférence de l’eau ou de l’ozone, puis purger la chambre de dépôt. Avantageusement, le précurseur de l’aluminium est du TMA et le précurseur de l’oxygène est de l’eau. Avantageusement, le cycle est réalisé entre 10 et 50 fois, de préférence entre 30 et 40 fois. Avantageusement, la température lors de la formation de la couche tampon en alumine est comprise entre 45°C et 55°C et le cycle est réalisé entre 30 et 40 fois. Le procédé présente de nombreux avantages : - réalisation de dépôt de couche en Al 2 O 3 /AlO x continue, uniforme et homogène sur la couche n des dispositifs photovoltaïques à base de pérovskite, - dépôt de couche conforme et, par conséquent, adaptée aux demandes industrielles et/ou à des substrats texturés. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront du complément de description qui suit. Il va de soi que ce complément de description n’est donné qu’à titre d’illustration de l’objet de l’invention et ne doit en aucun cas être interprété comme une limitation de cet objet. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d’exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : - la représente, de manière schématique et en coupe, une cellule photovoltaïque selon un mode de réalisation particulier de l’invention ; le rayonnement lumineux incident arrivant sur la face avant de la cellule photovoltaïque est représenté par des flèches, - la - la - la - la sont des graphiques représentant le facteur de remplissage (noté FF pour « Fill Factor »), la densité de courant de court-circuit (notée Jsc), le rendement de conversion énergétique (PCE) et la tension en circuit ouvert (Voc) pour des cellules photovoltaïques comprenant des couches en alumine de différentes épaisseurs, selon différents modes de réalisation particuliers de l’invention, et pour une cellule photovoltaïque comprenant une couche tampon en BCP selon un exemple donné à titre comparatif, - la - la - la - la sont des graphiques représentant le FF, le Jsc, le PCE et le Voc pour des cellules photovoltaïques comprenant une couche en alumine de 3,6nm d’épaisseur déposée à différentes températures, selon différents modes de réalisation particuliers de l’invention, et pour une cellule photovoltaïque comprenant une couche tampon en BCP selon un exemple donné à titre comparatif, - la est un graphique représentant une courbe J-V d’une cellule photovoltaïque comprenant une couche tampon en alumine, selon un mode de réalisation particulier de l’invention, et d’une cellule photovoltaïque comprenant une couche tampon en BCP donné à titre comparatif, sous illumination (AM1,5G) à 25°C en appliquant des sens montant ou descendant, - la est un cliché photographique représentant la face avant de différentes cellules photovoltaïques : une cellule photovoltaïque comprenant une couche tampon en BCP utilisée à titre comparatif, une semaine (à gauche) et 75 jours (au milieu) après leur préparation et une cellule photovoltaïque comprenant une couche tampon en alumine, selon un mode de réalisation particulier de l’invention, 75 jours après sa préparation (à droite) ; les cellules photovoltaïques sont stockées sous N 2 pendant cette période. Les différentes parties représentées sur la ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. En outre, dans la description ci-après, des termes qui dépendent de l'orientation, tels que « dessus », « dessous », etc. d’une structure s'appliquent en considérant que la structure est orientée de la façon illustrée sur les figures. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Nous allons maintenant décrire plus en détail une cellule photovoltaïque à base de pérovskite, à architecture de type PIN selon l’invention. Plus particulièrement, la cellule photovoltaïque, de type p-i-n, comprend depuis la face arrière vers la face avant ( ) : - une électrode supérieure 10, - une couche tampon en alumine 20, - une couche de type n 30, - une couche active en pérovskite 40, - une couche de type p 50, - une couche d’oxyde transparent conducteur 60, - un substrat 70. De préférence, la cellule photovoltaïque est constituée des différents éléments cités ci-dessus. La face avant de la cellule photovoltaïque est destinée à recevoir un flux lumineux. Le rayonnement incident est représenté par des flèches sur la . L’électrode supérieure 10 est, par exemple, en Ag, Cu, Ni, Al. Elle a, par exemple, une épaisseur comprise entre 50 et 300 nm. La couche tampon 20 a une épaisseur comprise entre 1nm et 5nm, de préférence entre 3 et 4 nm. Elle est, avantageusement, continue et conforme. Elle est contact direct avec la couche de type n. Il s’agit d’une couche d’alumine de formule Al 2 O 3 ou de formule AlO x avec x compris entre 0,8 et 1,5. La couche de type n 30 peut être par exemple en C 60 , PC 61 BM ([6,6]-phényl-C 61 -butanoate de méthyle ou « [6,6]-phenyl-C 61 -butyric acid methyl ester »), PC 71 BM ([6,6]-phényl-C 71 -butanoate de méthyle ou « [6,6]-phenyl-C 71 -butyric acid methyl ester »), PCBM/C 60 ou PCBM/C. De préférence, elle est en C 60 . La couche de type n 30 a, par exemple, une épaisseur comprise entre 5 et 50 nm. Selon d’autres variantes de réalisation, la couche de type n 30 peut être une couche d’oxyde, par exemple SnO x (avec x compris entre 1 et 2), ZnO, Al :ZnO, ITO ou IZO. De telles couches ont une épaisseur entre 5 et 30 nm. La couche active 40 est une couche active en pérovskite de type APbX 3 avec A représentant des cations de méthylammonium, diméthylammonium, formamidinium, guanidinium ou césium (les cations précités peuvent être utilisés seuls ou en mélange) et X représentant des anions halogénures (de préférence des anions chlore, brome, iode seuls ou en mélange). La couche active 40 a, par exemple, une épaisseur comprise entre 200 nm et 1,5 µm. Selon une première variante, la couche de type p 50 peut être une couche de poly(3,4-éthylènedioxythiophène) (PEDOT) ou de poly[bis(4-phényl)(2,4,6-triméthylphényl)amine (PTAA). Elle peut avoir une épaisseur entre 5 et 50 nm. Selon une deuxième variante, la couche de type p 50 est une couche autoassemblée (ou SAM pour « Self-Assembled Monolayer »). La couche de SAM peut être une couche de 2PACz (acide [2-(9H-Carbazol-9-yl)éthyl]phosphonique), 3PACz (acide 3-(9H-carbazol-9-yl)propyl)phosphonique), 4PACz (acide 4-(9H-carbazol-9-yl)butyl)phosphonique), Me-4PACz (acide (4-(3,6-Diméthyl-9H-carbazol-9-yl)butyl)phosphonique), MeO-2PACz (acide (2-(3,6-Diméthoxy-9H-carbazol-9-yl)éthyl)phosphonique), 6dPA (acide 1,6-hexylènediphosphonique) ou encore une couche de MPA (acide méthylphosphonique) ou une couche obtenue à partir d’un mélange de ces molécules. Il peut également s’agir d’un de leurs dérivés. Des additifs peuvent églement être ajoutés. Les molécules de la couche SAM ont, avantageusement, une fonction permettant de s’ancrer sur la couche d’oxyde sous-jacente. Une telle couche de type p 50 peut avoir une épaisseur entre 1 et 5 nm. Selon une troisième variante, la couche de type p 50 est une couche d’oxyde, par exemple une couche de MoOx (ayant par exemple une épaisseur entre 5 et 30 nm), une couche de NiOx (ayant par exemple une épaisseur entre 1 et 30 nm). Selon une autre variante, la couche de type p 50 peut être un bicouche oxyde/SAM, par exemple un bicouche NiOx/SAM. La couche d’oxyde transparent conducteur 60 a, par exemple, une épaisseur comprise entre 50 et 300 nm. De préférence, il s’agit d’oxyde d'indium-étain (ou ITO). Ces différents éléments sont positionnés sur un substrat 70 disposé en face arrière. Le substrat 70 est par exemple en verre. Par exemple, la cellule photovoltaïque comprend depuis la face arrière vers la face avant : - une électrode supérieure 10 en argent, - une couche tampon en alumine 20, - une couche de type n 30 en C 60 , - une couche active 40 en (FA 0.83 Cs 0. 17 )Pb(I 0.6 Br 0.4 ) 3 , - une couche de type n 50 en 2PACz, - une couche d’oxyde transparent conducteur 60 en ITO, - un substrat, de préférence en verre 70. Nous allons maintenant décrire plus en détail le procédé de fabrication d’une telle cellule photovoltaïque. Le procédé comporte au moins une étape au cours de laquelle la couche tampon en alumine 20 est déposée par ALD. Cette étape est réalisée à une température comprise entre 25°C et 100°C, de préférence entre 40 et 75°C, par exemple entre 45 et 55°C. Le dépôt de la couche d’alumine 20 est réalisé à partir de deux précurseurs : un précurseur de l’aluminium et un précurseur de l’oxygène. Le précurseur de l’aluminium est, de préférence, le triméthylaluminium Al 2 (CH 3 ) 6 (TMA). Le précurseur de l’oxygène peut être de l’eau ou de l’ozone. De préférence, il s’agit d’eau. L’étape de dépôt par ALD consiste à réaliser une ou plusieurs fois le cycle de sous-étapes suivant : - injecter dans une chambre de dépôt un précurseur de l’aluminium, de préférence du TMA, puis purger la chambre de dépôt, - injecter dans la chambre de dépôt un précurseur de l’oxygène, de préférence de l’eau, puis purger la chambre de dépôt. Les précurseurs sont introduits dans la chambre du dépôt en séquentiel, l’un après l’autre, après avoir purgé la chambre de dépôt au moyen d’un gaz inerte (N 2 ). Ainsi, les précurseurs réagissent seulement avec la surface du matériau et pas entre eux. La pression dans la chambre de dépôt est, par exemple, comprise entre 0,6 et 10 mbar (soit entre 60 Pa et 1000 Pa). L’épaisseur d’AlO x déposée par cycle est égal à 1 Å. Par exemple, afin d’avoir une couche d’AlO x de 3 à 4 nm, le cycle sera répété entre 30 et 40 fois. A titre illustratif et non limitatif, le dépôt de la couche d’alumine est obtenu en réalisant plusieurs le cycle comprenant comprenant les sous-étapes suivantes : - insertion du gaz TMA dans la chambre de dépôt ; la durée du pulse et le flux de TMA sont de 500 ms et 300 sccm respectivement, - insertion de N 2 dans la chambre pour réaliser une purge ; la durée du pulse et le flux de N 2 sont de 5 s et 300 sccm respectivement, - insertion du gaz H 2 O dans la chambre de dépôt : la durée du pulse et le flux d’H 2 O sont de 500 ms et 300 sccm respectivement, - insertion de N 2 dans la chambre pour réaliser une purge ; la durée du pulse et le flux de N 2 sont de 6 s et 300 sccm respectivement. L’électrode supérieure 10 peut être déposée par évaporation thermique ou par dépôt physique en phase gazeuse (EBPVD ou « Electron Beam Physical Vapor Deposition »). Lorsque la couche de type n 30 est en C 60 , PC 61 BM, PC 71 BM, PCBM/C 60 ou PCBM/C, elle peut être déposée par évaporation thermique ou par technique de dépôt par voie liquide. A titre illustratif et non limitatif, ici et par la suite, la technique de dépôt par voie liquide peut être, par exemple, un dépôt à la tournette (« spin coating »), une technique d'enduction par une fente (« slot die ») ou encore une technique d'enduction avec une lame de racloir (« doctor blade coating »). Lorsque la couche de type n 30 est une couche d’oxyde, elle peut être déposées par ALD ou pulvérisation cathodique par exemple. Une couche de SnO x pourrait aussi être déposée par une technique de dépôt par voie liquide. La couche active 40 peut être déposée par évaporation ou co-évaporation thermique (par exemple un dépôt physique en phase vapeur, aussi noté PVD pour « Physical Vapor Deposition »), sublimation à courte distance (ou CSS pour « Close space sublimation »), dépôt par ablation laser pulsé (PLD pour « Pulsed Laser deposition »). Des procédés de dépôt hybrides peuvent également être envisagés. Il pourrait s’agir d’un des dépôts précités associé à une technique de dépôt par voie liquide. Lorsque la couche de type p 50 est une couche de PEDOT ou de PTAA, elle peut être déposée par une technique de dépôt par voie liquide. Lorsque la couche de type p 50 est une couche autoassemblée, elle peut être déposée par une technique de dépôt par voie liquide ou par évaporation thermique. Lorsque la couche de type p 50 est une couche d’oxyde, elle peut être déposée, par exemple, par évaporation thermique, ALD ou pulvérisation cathodique. La couche d’oxyde transparent conducteur 60 peut être déposée par pulvérisation cathodique. Exemples illustratifs et non limitatifs d’un mode de réalisation Dans les exemples illustratifs et comparatifs qui vont suivre, les différents éléments des cellules photovoltaïques (mis à part la couche tampon) ont tous été fabriqués selon le même protocole. Fabrication de la cellule photovoltaïque Les cellules photovoltaïques ont été fabriquées selon les étapes suivantes : - fournir un substrat en verre 70 recouvert par une couche d’oxyde transparent conducteur 60, de préférence en ITO, - déposer par dépôt à la tournette une couche de type p 50 de 2PACz ; le dépôt est réalisé dans une boite à gants sous N 2 ; puis réaliser un traitement thermique pendant 10 min à 100°C, - déposer par dépôt à la tournette une couche de pérovskite 40, le dépôt est réalisé dans une boite à gants sous N 2 ; puis réaliser un traitement thermique pendant 1 heure à 100°C, - déposer une couche de type n 30 en C60 par évaporation thermique sous vide (1.10 -6 mbar, soit 1.10 -4 Pa) avec une vitesse de dépôt de 0,1 à 0,3 Å/s ; pendant le dépôt l’empilement des couches verre/ITO/2PACz/pérovskite n’est pas chauffé, - déposer une couche tampon 20, - former une électrode supérieure 10 en argent par évaporation thermique sous vide (1.10-6 mbar) avec une vitesse de dépôt de 0,2 à 2 Å/s ; pendant le dépôt l’empilement des couches verre/ITO/2PACz/pérovskite/C60/couche tampon n’est pas chauffé. Lorsque la couche tampon est en BPC, le dépôt de la couche tampon est réalisé par évaporation thermique sous vide (par exemple à 1.10 -6 mbar). La vitesse de dépôt est comprise entre 0.1 et 0.4 Å/s. Pendant le dépôt l’empilement des couches verre/ITO/2PACz/pérovskite/C 60 n’était pas chauffé. Lorsque la couche tampon 20 est en alumine, la couche tampon est déposée par ALD à partir des deux précurseurs suivants : le triméthylaluminium Al 2 (CH 3 ) 6 (TMA) et l’eau (H 2 O). Les précurseurs sont introduits dans la chambre du dépôt en séquentiel (i.e. l’un après l’autre). Une purge de gaz inerte (N 2 ) est réalisée après l’injection de chaque précurseur pour que les précurseurs réagissent seulement avec la surface du matériau et pas entre eux. A titre illustratif, pour déposer une couche d’alumine 20 de 3,6 nm à une température de 50°C sur la couche de type n, le procédé peut comprendre les étapes suivantes : préchauffage de la chambre du dépôt à 50 °C introduction des échantillons dans la chambre de dépôt ajustement et maintien de la température et de la pression (par exemple 0,7 mbar, soit 70Pa), dépôt par ALD en réalisant le cycle comprenant les sous-étapes suivantes : - Insertion du gaz TMA dans la chambre de dépôt ; la durée du pulse et le flux de TMA sont de 500 ms et 300 sccm respectivement, - insertion de N 2 dans la chambre pour purger la chambre ; la durée du pulse et le flux de N 2 sont de 5 s et 300 sccm respectivement, - inertion du gaz H 2 O dans la chambre de dépôt ; la durée du pulse et le flux d’H 2 O sont de 500 ms et 300 sccm respectivement, - insertion de N 2 dans la chambre ; la durée du pulse et le flux de N 2 est 6 s et 300 sccm respectivement. Le cycle est répété jusqu’à avoir l’épaisseur souhaité. Puis, une purge de N 2 est réalisée avant de mettre à l’air la chambre et de sortir les échantillons. La température de la chambre revient à la température ambiante (entre 20 et 25°C). La durée totale de la procédure est 30 minutes. Optimisation de l’épaisseur de la couche tampon en alumine 20 et de la température utilisée lors du dépôt d e la couche tampon en alumine 20 Différentes épaisseurs de couche tampon en AlOx (de 0,6 nm à 5 nm) ont été testées. Les figures 2A, 2B, 2C et 2D sont des graphiques illustrant les paramètres photovoltaïques pour chaque épaisseur et compare les résultats obtenus avec une cellule de référence comprenant une couche tampon en BCP. Les meilleures cellules photovoltaïques ont été obtenues pour une couche tampon en AlOx d’une épaisseur de 3,6 nm. Les Figures 3A, 3B, 3C et 3D sont des graphiques montrant les propriétés photovoltaïques de cellules photovoltaïques avec des couches tampons en AlOx déposées à différentes températures (50°C, 75°C, 100°C). La température optimale est le 50°C. Les résultats obtenus sont comparés avec une cellule photovoltaïque ayant une couche tampon en BCP. De plus, des mesures J-V (densité du courant-tension) en fonction du sens de balayage de la tension appliqué (sens montant et sens descendant) sont illustrées à la . La couche tampon en AlOx ne conduit pas à des problèmes d’hystérésis. Ces figures montrent clairement qu’il est possible de remplacer la couche tampon en BCP par une couche tampon en alumine. Le rendement photovoltaïque des cellules avec la couche tampon en alumine est bon. Une très faible dispersion des valeurs (Voc, FF, Jsc, PCE) est observée. Les conditions optimales du dépôt de la couche tampon en AlOx sont : une température de 50°C lors du dépôt de la couche d’alumine et une épaisseur déposée entre 3 et 3.6 nm (bornes incluses). De telles épaisseurs sont obtenues en répétant entre 30 et 36 fois le cycle de dépôt ALD. Etude sur la stabilité de la cellule photovoltaïque en utilisant une couche tampon en alumine 20 La montre la surface d’une cellule photovoltaïque ayant une couche tampon en BCP une semaine après la préparation du dispositif et 2,5 mois (75 jours) après le stockage de la cellule sous N 2 ainsi que la surface d’une cellule photovoltaïque ayant une couche tampon en alumine 2,5 mois (75 jours) après le stockage de la cellule sous N 2. L’utilisation d’AlOx comme couche tampon protège l’électrode d’Ag en bloquant la diffusion d’iode de la pérovskite vers l’électrode. La couche tampon en AlOx forme une meilleure barrière de diffusion vis-à-vis de l’iode que la couche tampon en BCP. Pour étudier la stabilité des cellules photovoltaïques sous illumination, les cellules photovoltaïques ont été placées sous N 2 et dans un sachet transparent étanche pour éviter l’humidité et la pénétration d’O 2 . Puis elles ont été illuminées pendant 72 heures en continue. Le tableau suivant indique les paramètres photovoltaïques de la cellule photovoltaïque avec la couche tampon en AlOx et avec la couche tampon en BCP avant et après exposition de 72h à la lumière. Ces résultats ont été obtenus après le stockage des cellules sous N 2 pendant 2,5 mois. La diminution du PCE est très faible en utilisant la couche tampon en AlOx : le rendement (PCE) correspond à 92.4% de la valeur initiale, i.e. avant le vieillissement sous illumination. Il est meilleur que celui d’une cellule ayant une couche tampon en BCP. Condition Moment de la mesure Voc (mV) Jsc (mA/cm²) FF (%) PCE (%) Avec BCP avant stockage 1086 18,9 57,4 11,8 Avec AlOx avant stockage 1149 19,5 71,4 16,0 Avec BCP Après 2,5 mois de stockage 976 18,4 57,4 10,3 Avec BCP Après 2,5 mois de stockage 1136 14,8 47,4 7,9 Avec AlOx Après 2,5 mois de stockage et 72 heures d’illumination 1155 19,5 75,8 17,0 Avec AlOx Après 2,5 mois de stockage et 72 heures d’illumination 1098 18,9 75,9 15,7 Les cellules avec la couche tampon 20 en alumine montrent une bonne stabilité à l’illumination. Cellule photovoltaïque à base de pérovskite de type p-i-n comprenant successivement, depuis la face arrière vers la face avant, au moins : - une couche tampon en alumine (20), ayant une épaisseur comprise entre 1nm et 5nm, - une couche de type n (30), - une couche active (40) en pérovskite de formule APbX 3 avec A représentant des cations méthylammonium, diméthylammonium, formamidinium, guanidinium et/ou césium et X représentant des anions halogénures. Cellule photovoltaïque selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche tampon en alumine (20) a une épaisseur comprise entre 3 et 4 nm. Cellule photovoltaïque selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche de type n (30) est une couche en C 60 , PC 61 BM, PC 71 BM, PCBM/C 60 ou PCBM/C. Cellule photovoltaïque selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cellule comprend successivement depuis la face arrière vers la face avant : - une électrode supérieure (10), par exemple en argent, - la couche tampon en alumine (20), - la couche de type n (30), par exemple en C60, - la couche active (40) en pérovskite de formule APbX 3 , par exemple en (FA 0.83 Cs 0. 17 )Pb(I 0.6 Br 0.4 ) 3 , - une couche de type p (50), par exemple en PACz, - une couche en oxyde transparent conducteur (60), par exemple en oxyde d’indium-étain, - un substrat (70), par exemple en verre. Procédé de fabrication d’une cellule photovoltaïque telle que définie dans l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape au cours laquelle la couche tampon en alumine (20) est formée par une étape de dépôt de couches atomiques sur la couche de type n (30). Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la température lors de la formation de la couche tampon en alumine (20) est comprise entre 25°C et 100°C, de préférence entre 40°C et 75°C. Procédé selon l’une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la couche tampon en alumine (20) est formée, dans une chambre de dépôt, en réalisant une ou plusieurs fois un cycle comprenant les sous-étapes suivantes : - injecter dans la chambre de dépôt un précurseur de l’aluminium, puis purger la chambre de dépôt, - injecter dans la chambre de dépôt un précurseur de l’oxygène, puis purger la chambre de dépôt. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le précurseur de l’aluminium est du TMA et le précurseur de l’oxygène est de l’eau. Procédé selon l’une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le cycle est réalisé entre 10 et 50 fois, de préférence entre 30 et 40 fois. Procédé selon l’une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la température lors de la formation de la couche tampon en alumine (20) est comprise entre 45°C et 55°C et en ce que le cycle est réalisé entre 30 et 40 fois.