Three-Layered Photovoltaic Cell with an Enlarged Photoactive Region of Codeposited Dyes

(Received 11 December 1996, revised 25 April 1996, accepted 17 May 1996)

Abstract
Three-layered organic solar cells with an interlayer of codeposited dyes of p-type Copper Phthalocyanine (CuPc) and n-type 5,10,15,20-Tetra (4-Pyridil) 21H,23H-Porphine (TPyP) between the respective dye layers were prepared and characterised. The analysis of their dark current-voltage ( I - U) characteristics at room temperature has been presented in order to elucidate the conduction mechanisms and to evaluate the cell parameters. The analysis of photovoltaic properties shows that the photocurrent of three-layered cells is about ten times larger than that of a double layered cell, due to the efficient carrier photogeneration in the code-posited layer. The best power conversion efficiency, at 0.35% was obtained under illumination with monochromatic light of 30  W cm ^-2, at 520 nm.

Résumé
Nous avons élaboré des cellules photovoltaïques avec trois couches minces de colorants organiques entre deux électrodes : ITO et Al. Les cellules ont été faites en utilisant CuPc comme semi-conducteur de type-p et TPyP comme semi-conducteur de type-n. Entre les deux couches de CuPc et TPyP, une couche mince de CuPc+TPyP a été deposée par co-évaporation thermique des deux matériaux organiques. L'analyse des caractéristiques électriques ( I - U) des cellules dans l'obscurité est présentée pour comprendre les mécanismes mis en jeu et pour évaluer leur paramètres électriques. L'analyse des propriétés photovoltaïques a montré que le photocourant des cellules avec trois couches minces est 10 fois plus grand que celui mesuré sur les cellules à deux couches minces, grâce à une création plus efficace des photoporteurs dans la couche mince co-évaporée. Le rendement de conversion énergétique est maximal à 0,35% pour la lumière avec une longueur d'onde de 520 nm et une intensité lumineuse de 30  W cm ^-2.