Soutenance de thèse de FENZI Luigi

Résumé de la thèse

Les électrodes transparentes sont omniprésentes dans les dispositifs optoélectroniques: cellules solaires, photodetecteurs, LED, écrans tactiles, etc. L'efficacité de ces dispositifs dépend fortement des performances des électrodes transparentes, lesquelles doivent présenter la meilleure conductivité au transport des électrons et, au même temps, la meilleur transparence au photon (faible absorption et réflexion). Les électrodes transparentes de bonne qualité à présents sont fabriqués avec des techniques énergivores (haute température, vide) et souvent non compatibles avec les substrats souples. L'objectif de ce projet est de développer des électrodes transparentes macroscopiques (5 cm2) à hautes performances à partir de blocs de construction colloïdaux de dimension nanométrique, avec un procédé à faible empreinte, et de les intégrer dans des cellules photovoltaïques. Des nanocubes métalliques seront synthétisés en phase liquide, agencés en format de grille sur un substrat (par nanoimprint), et soudés par voie chimique pour obtenir un matériau monocristallin continu (sans défaut). Cette structure permet d'obtenir des électrodes transparentes versatiles avec les meilleures performances: la haute conductivité de la partie métallique permet la conduction efficace des électrons, et les trous dans la grille permet la transparence. La versatilité de cette approche permet une adaptation facile au type de dispositif sur lequel ces électrodes seront intégrées en changeant simplement la morphologie de la grille (dimension des trous et des nanolignes métalliques) à l'echelle nanometrique, ce qui permet un contrôle unique de l'interaction lumière-matière. La conception et le contrôle fin de la géométrie de ces nanostructures permettent par exemple d'obtenir une transmission de lumière plus importante que cela attendue dans un contexte d'optique géométrique (grâce aux propriétés nanophotoniques de nanostructures dans le cadre de l'optique ondulatoire), ce qui est bénéfique pour augmenter la transparence. La soudure par voie chimique entre des nanocubes permet d'obtenir des matériaux à plus haute qualité avec un procédé à bas coût qui peut être appliqué dans un contexte industriel. Ces electrodes seront intégrées dans des cellules photovoltaïques organiques pour démontrer leur potentiel dans les dispositifs souples.