Proprietes barrieres de structures hybrides. Application a l'encapsulation des cellules solaires Barrier properties of hybrid structures Application to solar cells encapsulation
Year: 2011

Les materiaux utilises pour diverses applications en electronique organique ou photovoltaique denouvelle generation subissent des degruvent etre encapsules a l'aide de materiaux barriere al'oxygene et a l'eau. Pour l'encapsulation des cellules photovoltaiques organiadations sous les effets conjugues de l'eau et de l'oxygene. Afinde limiter cette degradation, ces dispositifs peques, les permeabilites al'eau (WVTR) et a l'oxygene (OTR) de l'encapsulant ne doivent pas exceder 10 3 g.m 2.j 1 et 10 3cm3.m 2.j 1 respectivement.L'objectif de ce travail de these est l'etude et l'elaboration par voie humide d'une structuremulticouche hybride organique/inorganique flexible, transparente et barriere aux gaz ainsi que lacomprehension des mecanismes permettant de limiter la diffusion des gaz au travers de cette structure.Dans un premier temps, le travail de these a ete consacre a la realisation d'une couche mince d'oxydede silicium sur substrat polymere a partir d'un precurseur inorganique le perhydropolysilazane(PHPS) Differentes voies de conversion du precurseur ont ete etudiees et comparees. Lespermeabilites a l'eau et a l'oxygene des meilleures couches deposees sur substrat polymere sont del'ordre de 0,1 g.m 2.j 1 et 0,1 cm3.m 2.j 1 respectivement. Ces valeurs sont comparables a cellesobtenues pour des depots realises par voie plasma.Des structures multicouches hybrides ont ete realisees en intercalant des couches de polymere entredes couches d'oxyde de silicium afin de decorreler les defauts des couches denses. Cela a permisd'atteindre des permeabilites inferieures ou egales a 10 2 g.m 2.j 1 a l'eau et de l'ordre de 10 3 cm3.m 2.j 1 a l'oxygene.Les performances au cours du temps sous irradiation de cellules solaires encapsulees ont etecomparees. L'encapsulation avec le meilleur materiau barriere developpe confere une stabiliteremarquable aux cellules.Cette etude a ainsi permis de montrer les structures barrieres elaborees par voie liquide constituent unealternative de choix pour l'encapsulation a grande echelle de cellules photovoltaiques.%Materials used in organic electronic devices or new generation photovoltaics undergo degradation byoxygen and water. In order to prevent their degradation, the devices should be encapsulated withmaterials showing a low permeability to oxygen and water vapor. For organic solar cellsencapsulation, material permeability to water (WVTR) and oxygen (OTR) should not exceed 10 3 g.m 2.d 1 and 10 3 cm3.m 2.d 1 respectively. The aim of this work is to study and develop a solutionprocessed,flexible, transparent and gas barrier multilayer inorganic/organic hybrid structure, and tounderstand the mechanisms involved in diffusion limitation through these barriers.Firstly, this work has been dedicated to the realization on a polymer substrate of a thin silicon oxidelayer from an inorganic precursor: the perhydropolysilazane (PHPS) Different precursor conversionpaths have been studied and compared. The best barrier layers on polymer substrate have shownoxygen and water permeabilities of about 0,1.