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Nanostructured solar cells based on MoO3 film deposition

Y. Boutaleb 1, R. Rehamnia 1, Y. Berredjem 2 and J.C. Bernède 3

1 Laboratoire d’Electrochimie, Université Badji Mokhtar, B.P. 12, 23000 Annaba, Algeria.
2 Laboratoire d’Etude et de Recherche des Etats Condensés, LEREC, Département de Physique, Université Badji Mokhtar, B.P. 12, 23000, Annaba, Algeria.
3 LAMP, EA 3825, Faculté des Sciences et des Techniques, Université de Nantes, Nantes Atlantique Universités, 2 Rue de la Houssinière, B.P. 92208, Nantes, F-44000 France.

Abstract

Electrodeposited molybdenum oxide thin films are used as a buffer layer between the indium tin oxide (ITO) anode and the organic electron acceptor film in organic solar cells. The MoO3 films are deposited at room temperature using a solution of molybdic, acid and citric acid as complexing agents. Such electrodeposited MoO3 ultra thin films (10-20 nm) has been used as buffer layer (BF) in ITO/BF/copper phthalocyanine (CuPc)/fullerene (C60)/ aluminium tri (8-hydroxyquinoline) (Alq3)/ aluminium photovoltaic cells. It is shown that this electrodeposited MoO3 buffer layer enhances the charge transfer from CuPc to ITO through a decrease of the effective barrier, present at the interface CuPc/ITO. This improving effect is directly highlighted by the shape of the J-V curves. The kink effect, due to the barrier present at the interface ITO/organic, disappears when the electrodeposited molybdenum oxide buffer layer, is introduced at this interface, which testifies of the decrease of the barrier.

Résumé

Les couches minces d’oxyde de molybdène obtenu par électrodéposition à température ambiante à partir d’une solution d’acide molybdique, et d’acide citrique qui est utilisé comme complexant, sont utilisés comme une couche tampon entre l’oxyde d’indium et d’étain (ITO), l’anode et le film organique accepteur d’électrons dans les cellules solaires organiques. L’obtention de MoO3 par électrolyse de films ultra-minces (10-20 nm) a été utilisé comme couche tampon (BF) en ITO/BF/phtalocyanine de cuivre (CuPc)/fullerène (C60) / aluminium tri (8-quinoléine) (Alq3)/aluminium photovoltaïque cellules. Il est montré que cette couche tampon de MoO3 par électrolyse améliore le transfert de charge de CuPc à ITO par une diminution de barrière efficace, présente à l’interface CuPc / ITO.Cet effet d’amélioration est directement mis en évidence par la forme des courbes J-V. L’effet de vrillage, en raison de la barrière présenté à l’interface ITO/organique, disparaît lorsque la couche électro déposée de mémoire tampon de l’oxyde de molybdène, est introduit au niveau de cette interface, ce qui témoigne de la diminution de la barrière.

Keywords

Electrochemical deposition – Organic solar cells – Molybdenum oxide buffer layer.

Nanostructured solar cells based on MoO3 film deposition
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