FR2954856A1 - Cellule photovoltaique organique et module comprenant une telle cellule - Google Patents

Cellule photovoltaique organique et module comprenant une telle cellule Download PDF

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Abstract

Cellule photovoltaïque organique comprenant un substrat, une première électrode formée sur le substrat, un milieu photoactif organique comprenant un matériau donneur d'électrons et un matériau accepteur d'électrons, et une deuxième électrode comprenant une grille conductrice, la première électrode étant située entre le substrat et la deuxième électrode. La cellule comprend une grille isolante formée sur la première électrode. La grille conductrice est formée sur la grille isolante. La grille isolante et la grille conductrice définissent ensemble des ouvertures de réception du milieu photoactif aptes à recevoir le milieu photoactif après le dépôt sur le substrat de la première électrode, de la grille isolante et de la grille conductrice.

Description

CELLULE PHOTOVOLTAÏQUE ORGANIQUE ET MODULE COMPRENANT UNE TELLE CELLULE
La présente invention concerne le domaine des cellules photovoltaïques organiques. Les cellules photovoltaïques sont des composants électroniques qui, exposés à la lumière, génèrent de l'électricité. On distingue généralement trois générations de cellules photovoltaïques. Les cellules dites de « première génération » sont constituées de deux électrodes entre lesquelles est interposée une plaque de semi-conducteur massif (généralement du silicium) dont l'épaisseur est de l'ordre de la centaine de microns, avec des zones dopées p et des zones dopées n, afin de créer une jonction p-n. Le semi-conducteur constitue le milieu dit photoactif à l'intérieur duquel la lumière est absorbée, créant ainsi des paires électrons-trous. Le déplacement de ces électrons et trous vers leurs électrodes respectives génère un potentiel électrique entre les électrodes et ainsi une source de courant électrique. Le rapport entre l'énergie solaire reçue et l'énergie électrique fournie, appelé rendement de la cellule, est de l'ordre de 25% pour les meilleures cellules. Néanmoins, les méthodes de production des plaques de silicium sont très énergivores. En outre, le silicium est rare. Il était donc d'un intérêt important de trouver des procédés de fabrication moins énergivores et utilisant moins de silicium. Les cellules dites de « seconde génération » ont pour avantage principal d'utiliser moins de matériau. Elles utilisent des « couches minces ». Les couches minces de matériau (de l'ordre du micron) sont déposées sur un substrat, par exemple en verre. Les électrodes et les couches de matériau semi-conducteur sont formées en couches minces. Le matériau semi-conducteur est par exemple du silicium amorphe (a-Si), du disélénium de cuivre indium (CIS) ou du tellure de cadmium (CdTe). La production des cellules de seconde génération est moins coûteuse. Leur rendement, pouvant atteindre 19% dans le cas du CIS, est inférieur aux cellules de première génération, mais le rapport entre leur rendement et leur coût de fabrication est meilleur. La « troisième génération » des cellules photovoltaïques vise à améliorer encore ce rapport.
Parmi les cellules de troisième génération, on distingue notamment les cellules photovoltaïques dites organiques. Ces cellules utilisent un milieu photoactif à base d'un semi-conducteur organique (polymère ou «petite molécule »). Elles présentent notamment deux avantages. Le milieu photoactif peut être déposé par voie humide selon un procédé peu coûteux et le substrat choisi peut être flexible, ce qui permet d'utiliser des techniques de production particulièrement économiques comme le « roll-to-roll ». La présente invention concerne plus particulièrement une cellule photovoltaïque organique, du type comprenant : - un substrat ; - une première électrode (4) formée sur le substrat ; - un milieu photoactif organique comprenant un matériau donneur d'électrons et un matériau accepteur d'électrons ; - une deuxième électrode comprenant une grille conductrice, la première électrode 15 étant située entre le substrat et la deuxième électrode , WO-A-2007/002376 décrit, en référence à la figure 2, une cellule photovoltaïque comprenant un substrat sur lequel est déposée une anode formée par une couche continue, une couche d'un matériau bloqueur d'électrons déposée sur l'anode, elle-même recouverte successivement d'un milieu photoactif, d'une couche d'un matériau 20 bloqueur de trous, d'une cathode en forme de grille, d'une couche adhésive et d'un substrat. Pour fabriquer une telle cellule, le dépôt de la première électrode et de la couche bloqueuse sur le substrat est par exemple assuré sur un premier site de fabrication. Le substrat muni de la première électrode est ensuite par exemple envoyé sur un autre site 25 de fabrication pour un dépôt du milieu photoactif par voie humide suivi par un dépôt de la deuxième électrode ultérieurement au dépôt du milieu photoactif. La deuxième électrode ne peut pas être déposée sur le substrat, même en partie, avant le dépôt du milieu photoactif. Le milieu photoactif présente l'avantage d'être peu coûteux, notamment grâce à la 30 simplicité de mise en oeuvre du dépôt par voie humide et la faible quantité de matériau utilisé, mais le coût de la cellule reste relativement important, notamment du fait des procédés de fabrication des deux électrodes.
Un but de l'invention est de fournir une cellule photovoltaïque organique ayant un coût de fabrication relativement faible, de façon à avoir un bon rapport entre son rendement énergétique et son coût de fabrication. A cet effet, la présente invention a pour objet une cellule photovoltaïque du type précité, caractérisé en ce que la cellule comprend une grille isolante formée sur la première électrode et en ce que la grille conductrice est formée sur la grille isolante, la grille isolante et la grille conductrice définissant ensemble des ouvertures de réception du milieu photoactif aptes à recevoir le milieu photoactif après le dépôt sur le substrat de la première électrode, de la grille isolante et de la grille conductrice.
Une telle cellule, grâce à la grille isolante et à cet agencement particulier de la grille isolante et de la grille conductrice, permet que la première électrode et qu'au moins une partie de la deuxième électrode soient déposées sur un même substrat, avant dépôt du milieu photoactif. Il en résulte que la valeur ajoutée du substrat avant dépôt du milieu photoactif est plus élevée. En outre, le procédé de fabrication est facile à mettre en oeuvre et le coût de fabrication des électrodes peut être optimisé, par exemple en formant la première électrode et la grille conductrice dans une même chambre de dépôt. La cellule photovoltaïque selon l'invention permet en outre le dépôt du milieu photoactif par voie humide selon un procédé peu coûteux et le substrat choisi peut être flexible, ce qui permet d'utiliser des techniques de production particulièrement économiques comme le « roll-to-roll ». Le coût de fabrication d'une telle cellule est donc relativement faible. Selon des modes particuliers de réalisation de l'invention, la cellule comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - les ouvertures de réception sont fermées par la première électrode ou par une couche interposée entre la première électrode et la grille isolante ; - la grille isolante et la grille conductrice ont des caractéristiques propres à une obtention par dépôt au travers d'un même masque ; - la grille isolante et la grille conductrice définissent un motif d'ouvertures qui est irrégulier et aléatoire ; - les ouvertures de réception définies par la grille conductrice prolongent les ouvertures de réception définies par la grille isolante ; - les ouvertures de réception sont disjointes et espacées ; - les ouvertures de la grille isolante et de la grille conductrice ont un diamètre moyen compris entre 5 et 100 microns, de préférence entre 6 et 20 microns ; - les brins délimitant les ouvertures de la grille isolante et de la grille conductrice ont une largeur moyenne comprise entre 500nm et 10 microns, de préférence entre 600 nm et 2µm ; - les brins de la grille isolante ont une hauteur moyenne et la ou les couches de la grille isolante ont une ou des résistivités adaptées pour obtenir une résistance d'épaisseur des brins de la grille isolante suffisante pour empêcher un court-circuit entre la première électrode et la deuxième électrode ; - le diamètre moyen des ouvertures, la largeur moyenne des brins, la hauteur moyenne des brins et la ou les résistivités de la ou des couches conductrices de la grille conductrice sont par exemple choisis pour que la grille conductrice ait une résistance par carré comprise entre 1 et 20 52/^, de préférence entre 5 et 1552/^, de préférence entre 8 et 1052/ ^ ; - dans laquelle la deuxième électrode (6) comprend au moins une couche conductrice organique en matériau organique électriquement conducteur, la couche conductrice organique couvrant le milieu photoactif ; - la couche conductrice organique emplit au moins partiellement les ouvertures de la grille conductrice ; - la couche conductrice organique emplit au moins partiellement les ouvertures de la grille isolante ; - le milieu photoactif emplit au moins partiellement les ouvertures de la grille isolante ; - le milieu photoactif n'emplit pas, même partiellement, les ouvertures de la 25 grille conductrice ; - la cellule comprend, entre le milieu photoactif et la grille conductrice, une couche bloqueuse de trous si la deuxième électrode est la cathode ou bloqueuse d'électrons si la deuxième électrode est l'anode ; - la deuxième électrode comprend au moins une couche conductrice en matériau 30 électriquement conducteur, la grille conductrice comprenant ladite au moins une couche conductrice ; - la première électrode comprend au moins une couche conductrice en matériau électriquement conducteur ; - la ou les couches conductrices de la grille conductrice ont par exemple une ou des résistivités inférieures ou égales à 10-3 Sam, par exemple inférieures ou égales à 10-5 Sam ; - l'épaisseur de la grille conductrice est par exemple comprise entre 100 nm et 5 2000 nm ; - la grille isolante comprend au moins une couche isolante en matériau diélectrique ; - la ou les couches isolantes de la grille isolante ont une résistivité supérieure ou égale à 105 12.cm, par exemple supérieure ou égale à Io' 12.cm ; 10 - ladite au moins une couche conductrice de la première électrode est continue. L'invention a également pour objet un module photovoltaïque comprenant une pluralité de cellules photovoltaïques reliées en série, caractérisé en ce que les cellules photovoltaïques sont telles que décrites ci-dessus, la deuxième électrode d'une cellule photovoltaïque k étant en contact électrique avec la première électrode d'une cellule 15 photovoltaïque k+l immédiatement adjacente et la deuxième électrode de la cellule photovoltaïque k+l étant en contact électrique avec la première électrode d'une cellule photovoltaïque k+2 immédiatement adjacente, pour k compris entre 1 et N-2, N étant le nombre de cellules photovoltaïques du module. L'invention a encore pour objet un procédé de fabrication d'une cellule 20 photovoltaïque comprenant des étapes successives de : - dépôt sur un substrat d'au moins une première couche conductrice en matériau électriquement conducteur pour former une première électrode ; - formation d'un masque sur ladite au moins une première couche ; - dépôt d'au moins une couche isolante en matériau diélectrique à travers ledit 25 masque pour former une grille isolante ; - dépôt d'au moins une deuxième couche conductrice en matériau conducteur à travers ledit masque pour former une grille conductrice d'une deuxième électrode ; - retrait du masque ; et - dépôt d'un milieu photoactif par voie humide pour remplir au moins 30 partiellement des ouvertures qui sont définies ensemble par la grille isolante et la grille conductrice.
Selon des modes particuliers de réalisation de l'invention, le procédé comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : • l'étape de formation du masque comprend : o une étape de dépôt d'une couche à base d'une solution de particules colloïdales stabilisées et dispersées dans un solvant ; et o une étape de séchage de ladite couche jusqu'à l'obtention d'un réseau d'interstices formant un masque de dépôt d'une grille. • la solution de particules colloïdales est déposée par « dip coating » ; • le procédé comprend une étape de dépôt, sur le milieu photoactif et sur la grille conductrice d'au moins une couche conductrice organique en matériau conducteur, pour former la deuxième électrode avec ladite au moins une deuxième couche conductrice. L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'un module 15 photovoltaïque comprenant des étapes successives de : - dépôt sur un substrat d'au moins une première couche conductrice en matériau électriquement conducteur pour former une première électrode ; - formation d'un masque sur ladite au moins une première couche conductrice ; - dépôt d'au moins une couche isolante en matériau diélectrique à travers ledit 20 masque pour former une grille isolante ; - dépôt d'au moins une deuxième couche conductrice en matériau conducteur à travers ledit masque pour former une grille conductrice d'une deuxième électrode ; - retrait dudit masque ; - dépôt d'un milieu photoactif par voie humide pour remplir au moins 25 partiellement des ouvertures qui sont définies ensemble par la grille isolante et la grille conductrice. Selon des modes particuliers de réalisation de l'invention, le procédé comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : 30 - le procédé comprend en outre une étape de dépôt d'au moins une couche conductrice organique en matériau conducteur sur le milieu photoactif et éventuellement sur la grille conductrice, pour former la deuxième électrode avec la grille conductrice ; - le procédé comprend en outre : o après le dépôt de ladite au moins une deuxième couche conductrice et avant le dépôt du milieu photoactif, une première étape d'ablation par laser des couches préalablement déposées suivant une pluralité de premières lignes parallèles le long du substrat pour diviser le module en une pluralité de cellules photovoltaïques, le laser étant configuré pour retirer suivant les premières lignes ladite au moins une première couche conductrice, ladite au moins une couche isolante et ladite au moins une deuxième couche conductrice, le milieu photoactif emplissant les fentes formées par la première ablation par laser suivant les premières lignes ; o après le dépôt du milieu photoactif et avant le dépôt de ladite au moins une couche conductrice organique, une deuxième étape d'ablation par laser suivant des deuxièmes lignes parallèles et adjacentes aux premières lignes, le laser étant configuré pour retirer suivant les deuxièmes lignes le milieu photoactif, ladite au moins une couche isolante et ladite au moins une deuxième couche conductrice mais sans retirer ladite au moins une première couche conductrice, ladite au moins une couche conductrice organique emplissant les fentes formées par la deuxième ablation par laser suivant les deuxièmes lignes ; et o après le dépôt de ladite au moins une couche conductrice organique, une troisième étape d'ablation par laser suivant des troisièmes lignes parallèles et adjacentes aux deuxièmes lignes, du côté opposé au premières lignes, le laser étant configuré pour retirer suivant les troisièmes lignes ladite au moins une couche conductrice organique, le milieu photoactif, ladite au moins une deuxième couche conductrice et ladite au moins une couche isolante mais sans retirer ladite au moins une première couche conductrice. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe d'une cellule photovoltaïque selon l'invention , - les figures 2 à 4 et 5 à 9 sont des vues analogues à la figure 1 illustrant différentes étapes du procédé de fabrication de la cellule ; - les figures 4 bis et 4 ter sont des vues de dessus d'exemples de masques; - les figures 10 à 15 sont des vues schématiques partielles en coupe illustrant la fabrication d'un module photovoltaïque comprenant une pluralité de cellules photovoltaïques selon la figure 1, reliées entre elles en série. La cellule photovoltaïque 1 selon l'invention est organique. On entend généralement par cellule photovoltaïque organique, une cellule photovoltaïque dont le milieu photoactif est organique, c'est-à-dire un milieu photoactif majoritairement composé d'un semi-conducteur organique. L'invention n'est cependant bien entendu pas limitée aux semi-conducteurs organiques et inorganiques listés ci-dessous. Les semi-conducteurs organiques se caractérisent par l'alternance régulière de simples et doubles liaisons permettant une délocalisation des électrons le long du squelette. On parle de phénomène de conjugaison. On peut classer les semi-conducteurs organiques en deux catégories : les molécules de faibles masses molaires appelées communément « petites molécules » ou bien les polymères. Par semi-conducteur organique, on entend les semi-conducteurs tout organique, mais également les semi-conducteurs hybrides organiques-inorganiques, notamment organo-métalliques, à l'exception des semi-conducteurs inorganiques classiques à base de germanium, de silicium, etc. La cellule photovoltaïque organique 1 selon l'invention comprend, comme illustré sur la figure 1, un substrat 2, une première électrode 4, une deuxième électrode 6, une grille isolante 8 séparant la première électrode 4 et la deuxième électrode 6, et un milieu photoactif organique 10 agencé pour un contact électrique avec la première électrode 4 et la deuxième électrode 6. Les dessins ne sont pas à l'échelle, pour une représentation claire, car les différences d'épaisseur entre le substrat 2 et les autres couches 4, 6, 8, 10 sont importantes, par exemple de l'ordre d'un facteur 500. En outre, les dessins sont schématiques et les grilles des cellules et des modules comprennent bien entendu un nombre bien plus important de brins. Le substrat 2 assure la fonction de support pour le dépôt des couches de matériau formant différents éléments de la cellule 1. Le substrat 2 présente une surface supérieure 2A sur laquelle les différentes couches déposées forment des couches parallèles au plan de la surface supérieure 2A. La première électrode 4 est formée par une couche continue 12 d'un matériau électriquement conducteur, qui est déposée sur le substrat 2, soit directement, soit avec interposition d'une ou plusieurs couches, par exemple de Si3N4 ou de SnZnO. On entend, dans tout le texte, par « une couche A formée (ou déposée) sur une couche B », une couche A formée soit directement sur la couche B et donc en contact avec la couche B, soit formée sur la couche B avec interposition d'une ou plusieurs couches entre la couche A et la couche B.
La couche 12 est continue sur l'étendue de la couche. La grille isolante 8 est obtenue par dépôt sur la première électrode 4 d'une couche isolante 13 en matériau diélectrique et en forme de grille. Le dépôt est réalisé à travers un masque, comme décrit plus en détail ci-dessous. La première électrode 4 est ainsi située entre le substrat 2 et la grille isolante 8.
La deuxième électrode 6 comprend une grille conductrice 14 et une couche conductrice organique 16 déposée par voie humide, qui est facultative. La grille conductrice 14 est obtenue par dépôt sur la grille isolante 8 d'une couche 15 en matériau électriquement conducteur ou d'un empilement de couches, à travers le même masque que celui utilisé pour former la grille isolante 8.
La grille isolante 8 et la grille conductrice 14 sont juxtaposées et déposées sur la première électrode 4. La grille isolante 8 est prise en sandwich entre la première électrode 4 et la grille conductrice 14. Le milieu photoactif 10 est déposé après le dépôt de la grille conductrice 14 et avant celui de la couche conductrice organique 16.
Le milieu photoactif 10 est agencé dans les ouvertures 8A de la grille isolante 8 par dépôt à travers les ouvertures 14A de la grille conductrice 14. Les ouvertures 8A définissent ainsi avec les ouvertures 14A des ouvertures de réception du milieu photoactif 10 pour recevoir le milieu photoactif 10 après dépôt de la première électrode 4, de la grille isolante 8 et de la grille conductrice 14.
La couche conductrice organique 16 est déposée sur le milieu photoactif 10 et sur la grille conductrice 14. La couche conductrice organique 16 recouvre ainsi le milieu photoactif 10 et fournit un milieu électriquement conducteur entre le milieu photoactif 10 et la grille conductrice 14.
Du fait de leur dépôt à travers un même masque, les grilles 8 et 14 sont identiques en coupe transversale, c'est-à-dire en coupe suivant une surface parallèle au plan de la surface supérieure 2A du substrat 2 et les grilles 8 et 14 sont alignées de telles sorte que leurs ouvertures respectives 8A, 14A sont respectivement en regard les unes des autres et se prolongent les unes les autres. Les grilles 8 et 14 présentent chacune un grand nombre d'ouvertures respectives 8A, 14A définissant les ouvertures de réception. Les ouvertures 8A, 14A de réception sont disjointes et espacées. Elles sont fermées par la première électrode 4, c'est-à-dire que la première électrode délimite le fond des ouvertures. En variante néanmoins, les ouvertures de réception 8A, 14A, sont fermées par une couche continue interposée entre la grille isolante 8 et la première électrode 4. La couche conductrice organique 16 ferme les ouvertures de réception 8A, 14A du côté opposé à la première électrode 4. Il s'agit également en variante d'une couche intermédiaire. A noter qu'avant dépôt du milieu photoactif et de la couche conductrice organique 16, les ouvertures de réception 8A, 14A sont borgnes. Elles sont ensuite fermées par le dépôt de la couche conductrice organique 16 ou d'une couche intermédiaire. Les brins respectifs 8B, 14B des grilles 8, 14 se prolongent suivant l'épaisseur 20 « h » de la cellule 1. Les grilles 8 et 14 forment ainsi ensemble un motif continu de grille suivant l'épaisseur « h ». Les motifs formés par les brins 8B, 14B des grilles 8 et 14 sont irréguliers et aléatoires, du fait de la formation du masque par séchage et fissuration d'une suspension colloïdale, comme expliqué ci-dessous plus en détail. 25 Les ouvertures 8A, 14A ont par exemple un diamètre moyen « D » compris entre 5 et 100 µm, de préférence entre 6 et 20 µm. Les brins 8B et 14B ont par exemple une largeur moyenne « L » comprise entre 500 nm et 10 µm, de préférence comprise entre 600 nm et 2 µm. (A noter que, dans tout le texte, les bornes des intervalles sont inclues) Le rapport entre le diamètre moyen D des ouvertures et la largeur moyenne L des 30 brins est par exemple compris entre 5 et 20, de préférence entre 10 et 20. La grille isolante 8 a par exemple une épaisseur comprise entre 50 nm et 2 µm. La grille conductrice 14 a par exemple une épaisseur comprise entre 100 nm et 2 µm.
Le dimensionnement du diamètre moyen D des ouvertures 8A, 14A, la largeur L et la hauteur H moyennes des brins 8B, 14B, résulte d'un compromis entre plusieurs paramètres : la transmission énergétique de l'électrode 6, la résistance de la deuxième électrode 6, la résistance d'épaisseur des brins 8B de la grille isolante 8 et le coût de fabrication. Maximiser le rapport entre le diamètre moyen D des ouvertures et la largeur moyenne L des brins permet de maximiser la transmission énergétique à travers la deuxième électrode 6. En revanche, la résistance de la deuxième électrode 6 augmente avec la diminution de la largeur L des brins. Cette résistance peut alors être diminuée en augmentant la hauteur moyenne H des brins, c'est-à-dire l'épaisseur de la grille conductrice 14, de façon à augmenter la section de brin, ce qui permet de diminuer la résistance. Néanmoins, l'augmentation de la hauteur moyenne H des brins peut se traduire (selon la technique de fabrication utilisée) par une augmentation des coûts de fabrication de la grille conductrice 14, en augmentant son temps de dépôt. Cet exemple d'optimisation des paramètres d'électrode illustre le compromis nécessaire entre les différents paramètres géométriques des grilles. Les brins 8 B de la grille isolante 8 ont une hauteur moyenne H et la ou les couches de la grille isolante 8 ont une ou des résistivités adaptées pour obtenir une résistance d'épaisseur des brins 8B de la grille isolante 8 suffisante pour empêcher un court-circuit entre la première électrode 4 et la deuxième électrode 6. La ou les couches isolantes de la grille isolante 8 ont par exemple une résistivité supérieure ou égale à 105 acm, par exemple supérieure ou égale à 10' 12.cm.
Le diamètre moyen D des ouvertures 14A, la largeur moyenne L des brins 14B, la hauteur moyenne H des brins 14B et la ou les résistivités de la ou des couches conductrices 15 de la grille conductrice 14 sont par exemple choisis pour que la grille conductrice 14 ait une résistance par carré (« sheet resistance » en anglais) comprise entre 1 et 20 52/ ^ , de préférence entre 5 et 15 52/ ^ , de préférence entre 8 et 10 52/ ^ . (A noter que la résistance par carré est par définition mesurée parallèlement au substrat 2). La ou les couches conductrices 15 de la grille conductrice 14 ont par exemple une ou des résistivités inférieures ou égales à 10-3 acm, par exemple inférieures ou égales à 10.5 acm.
Dans l'exemple illustré, le milieu photoactif 10 est agencé dans les ouvertures 8A de la grille isolante 8 et emplit partiellement les ouvertures 8A de la grille 8. Comme expliqué ci-dessus, la couche conductrice organique 16 assure le contact électrique entre le milieu photoactif 10 et la grille conductrice 14.
En variante néanmoins, le milieu photoactif emplit totalement les ouvertures 8A de la grille isolante 8 et emplit au moins partiellement les ouvertures 14A de la grille conductrice 14. La couche conductrice organique 16 est alors facultative car le milieu photoactif est en contact avec la grille conductrice 14. D'une manière générale, la cellule photovoltaïque 1 est configurée de telle sorte que le milieu photoactif 10 est en contact électrique avec la première électrode 4 et avec la deuxième électrode 6. A noter que « en contact électrique » ne signifie pas nécessairement « en contact », des couches bloqueuses de trous et/ou d'électrons étant par exemple interposées entre le milieu photoactif 10 et les électrodes 4, 6.
Le milieu photoactif 10 est ici formé par une unique couche photoactive comprenant un mélange d'un matériau donneur d'électrons et d'un matériau accepteur d'électrons. Néanmoins, en variante, il s'agit par exemple de deux couches, l'une étant un matériau donneur d'électrons et l'autre étant un matériau accepteur d'électrons. La couche conductrice organique 16 de la deuxième électrode 6 emplit au moins partiellement le volume restant des ouvertures 8A, 14A de la grille isolante 8 et de la grille conductrice 14. Comme expliqué ci-dessus, la couche conductrice 16 est ainsi agencée pour relier électriquement le milieu photoactif 10 et la grille conductrice 14. Cette caractéristique a pour effet d'améliorer l'extraction des charges, ce qui a notamment pour avantage de permettre de prévoir une deuxième électrode 6 plus transparente par rapport à une variante sans couche conductrice organique 16. La couche conductrice organique 16 a par exemple une épaisseur suffisante pour emplir totalement les ouvertures de la grille conductrice 14 et recouvrir la grille conductrice 14. Elle délimite alors une surface supérieure 18 continue sur l'étendue de la cellule 1. Les matériaux préférés pour réaliser la cellule 1 selon l'invention, ainsi que certaines caractéristiques des couches, vont maintenant être décrits plus en détail.
La cellule 1 illustrée est prévue pour une pénétration de la lumière à partir du côté opposé au substrat 2. La première électrode 4 a ainsi été choisie de type « réfléchissante » tandis que la deuxième électrode 6 a été choisie de type « transparente ». Dans certaines applications, la première électrode 4 et la deuxième électrode 6 pourront néanmoins être choisies toutes deux de type transparente. Par exemple pour un vitrage incluant des cellules photovoltaïques et dont on souhaite qu'il soit semi-transparent. Dans l'exemple illustré, la première électrode 4 est une cathode tandis que la deuxième électrode 6 est une anode.
La première électrode 4 est alors réalisée dans un métal ayant un travail de sortie plus faible que la seconde électrode 6. Il s'agit par exemple d'Al (Aluminium), d'Ag (Argent), de Mg (Magnésium) ou bien de Ca (Calcium). La première électrode 4 illustrée est formée par une unique couche 12, mais elle comprend en variante un empilement de plusieurs couches (par exemple un empilement de différents métaux parmi les métaux cités ci-dessus). La première électrode 4 a par exemple une résistance par carré comprise entre 0.01 et 1 n/^. La ou les couches de la première électrode 4 sont par exemple déposées par voie magnétron.
La grille isolante 8 est de préférence réalisée dans un matériau diélectrique propre à être déposé par voie magnétron. Il s'agit par exemple de SiO2 (oxyde silicium) ou de Si3N4 (nitrure de silicium). La grille isolante 8 illustrée comprend une unique couche 13 mais, en variante, la grille isolante 8 est formée par un empilement de plusieurs couches.
Le dépôt de la ou des couches 13 de la grille isolante 8 est par exemple réalisé par voie magnétron, par exemple par pulvérisation cathodique magnétron réactive. La grille conductrice 14 est par exemple réalisée en une unique couche, par exemple en ITO (oxyde d'indium dopé à l'étain) ou encore par un empilement de plusieurs couches, par exemple un empilement à base d'Ag.
L'épaisseur de la grille conductrice 14 est par exemple comprise entre 100 nm et 2000 nm. La ou les couches de la grille conductrice 14 sont par exemple déposées par voie magnétron, par exemple par pulvérisation cathodique magnétron réactive.
La couche conductrice organique 16 est par exemple une couche de PEDOT (poly(3,4-éthylènedioxythiophène)) ou une solution colloïdale de nanoparticules d'ITO. La couche conductrice 16 est par exemple déposée par « slot coating ». Il peut également s'agir d'une couche transparente conductrice (ou d'un empilement) déposée par magnétron ayant un travail de sortie élevé tel qu'ITO ou ZnO :Al, ou un empilement à base d'Ag possédant en sous-couche en contact direct avec le milieu photoactif 10 une couche d'un matériau à travail de sortie élevé tel qu'ITO ou ZnO :Al. En variante, la cellule 1 comprend un empilement de plusieurs couches organiques 16.
La couche conductrice organique 16 (ou de l'empilement de couches conductrices organiques) a par exemple une épaisseur comprise entre 10 et 2000 nm. Le milieu photoactif organique 10 est par exemple une solution d'un mélange d'un donneur d'électrons et d'un accepteur d'électrons. Il s'agit par exemple d'une solution de P3HT (poly(3-hexylthiophène), et de PCBM ([6,6]-phényl-C61-butyrate de méthyle). L'épaisseur du milieu photoactif organique 10 est par exemple comprise entre 1 nm et 2000 nm, par exemple entre 1 et 300nm. Le substrat 2 est quant à lui par exemple en verre ou en matière plastique, ou en métal. Il est de préférence flexible. Il est par exemple réalisé à partir de poly(éthylène térephtalate) (PET) ou de poly(imide) (PI). Il comprend en variante une pluralité de couches de matériau. Dans les applications dans lesquelles une transparence de la cellule photovoltaïque 1 est souhaitée, le substrat 2 est par exemple choisi transparent, et associé à des électrodes 4, 6 transparentes.
La cellule photovoltaïque organique selon l'invention présente plusieurs avantages. Comme expliqué ci-dessus, la cellule photovoltaïque 1 permet le dépôt de tout ou partie de la deuxième électrode 6 préalablement au dépôt du milieu photoactif organique 10.
La première électrode 4, la couche isolante 8 et au moins une partie de la deuxième électrode 6 peuvent ainsi être déposées au sein d'une même chambre de dépôt, ce qui réduit le nombre d'équipements nécessaires et abaisse le coût de fabrication.
A noter que le dépôt de la deuxième partie de la deuxième électrode 6, à savoir la couche conductrice organique 16 (qui est facultative), ne requiert pas d'équipement magnétron, ce dépôt étant effectué par voie humide. A noter également que la couche conductrice organique 16 seule, c'est-à-dire sans 5 la grille conductrice, ne peut suffire, sa conductivité n'étant pas suffisamment importante. Cela a également pour avantage d'augmenter la valeur ajoutée du substrat 2 sur lequel est ensuite déposé le milieu photoactif 10. La structure de la deuxième électrode 6 permet également d'avoir une bonne 10 transparence et une bonne conductance, du fait de la structure au moins en partie en grille de la deuxième électrode 6 et de l'agencement du milieu photoactif 10 dans les ouvertures de la grille isolante 8. La résistance par carré mesurée est en effet inférieure à 912/^ et la transmission lumineuse D65 supérieure à 85%. 15 La couche conductrice organique 16 augmente la surface de contact entre la deuxième électrode 6 et le milieu photoactif 10. Elle améliore l'extraction des charges. La cellule 1 comprend encore en variante une ou plusieurs couches d'un matériau bloqueur d'électrons entre l'anode 4 et le milieu photoactif 10 (par exemple à base de PEDOT/PSS ou MoO3) et/ou une ou plusieurs couches d'un matériau bloqueurs de 20 trous entre la cathode 6 et le milieu photoactif 10 (par exemple à base de TiO2 ou ZnO). A noter cependant que l'interposition d'une couche bloqueuse entre la deuxième électrode 6 et le milieu photoactif n'est prévue que dans le cas où le milieu photoactif 10 n'est pas au contact de la grille conductrice 14. Lorsqu'il y a interposition de couches bloqueuses de trous et/ou d'électrons, le 25 milieu photoactif 10 n'est alors pas en contact direct avec la première électrode 4 et la deuxième électrode 6. D'une manière générale, comme expliqué ci-dessus, il est simplement nécessaire que la cellule 1 soit configurée pour permettre le trajet des électrons du milieu photoactif 10 vers et jusqu'à la cathode et le trajet des trous du milieu photoactif 10 vers et jusqu'à l'anode, c'est-à-dire que le milieu photoactif soit en 30 « contact électrique » avec la première et la deuxième électrode. En variante, la première électrode 4 est l'anode, tandis que la deuxième électrode 6 est la cathode. L'anode est alors par exemple choisie transparente, la cellule étant par exemple adaptée pour une pénétration de la lumière à partir du côté du substrat. Selon cette variante, la première électrode est de préférence une couche ou un empilement tel que la dernière couche possède un travail de sortie élevé, tel que l'ITO ou le ZnO :Al. L'électrode peut également être constitué d'un empilement à base d'Ag (ou autre métal conducteur) et terminé par ladite couche à travail de sortie élevé, dans lequel les couches comprises entre les couches d'Ag et la couche à travail de sortie élevé sont toutes conductrices. Selon cette variante, la deuxième électrode peut être constituée d'un métal à bas travail de sortie, tel que Al ou Mg. Le caractère semi-transparent de la cellule photovoltaïque vient alors du fait que le taux de couverture de la grille métallique servant de cathode est suffisamment faible pour laisser passer la lumière au travers. En variante encore, au moins l'une des grilles 8 et 14 n'est pas obtenue par dépôt à travers un masque. Il s'agit par exemple de recourir à une technique de gravure par sérigraphie, consistant à déposer les matériaux correspondant à la grille isolante 8 et à la grille conductrice 14 sur la totalité de la surface puis à déposer, par exemple par sérigraphie, une pâte de gravure sur les zones qui ne seront pas recouvertes par les matériaux de la grille isolante 8 et de la grille conductrice 14. En variante également, la couche conductrice 12 de la première électrode n'est pas continue. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une cellule 20 photovoltaïque. Comme illustré sur les figures 2 à 9, le procédé comprend une première étape de mise en place du substrat 2 et de dépôt sur le substrat 2 de la couche conductrice 12 en matériau électriquement conducteur, pour former la première électrode 4 (figure 2). Le dépôt est soit réalisé directement sur la surface supérieure 2A du substrat 2, soit réalisé 25 avec interposition de couches entre le substrat 2 et la première électrode 4. On procède ensuite au dépôt par voie humide d'une couche à base d'une solution de particules colloïdales stabilisées et dispersées dans un solvant et propre à former un masque 20 adapté à la formation d'une grille par dépôt à travers le masque. Il s'agit par exemple d'un dépôt par « spin coating » (dépôt par rotation), 30 « curtain » (dépôt par rideau), « dip coating » (dépôt par trempage), « spray coating » (dépôt par pulvérisation)), par exemple par « spin coating » d'une émulsion simple de particules colloïdales à base de copolymère acrylique stabilisées dans de l'eau. Il s'agit par exemple de particules colloïdales présentant une dimension caractéristique comprise de 80 à 100 nm, par exemple commercialisées par la société DSM sous la marque Neocryl XK 52. On pourra par exemple se référer à WO-A-2008132397, qui décrit des exemples de masques adaptés.
On procède ensuite au séchage de la couche incorporant les particules colloïdales de manière à faire évaporer le solvant (figure 4). Ce séchage est réalisé par tout procédé de type adapté (par exemple séchage à l'air chaud). Lors de cette étape de séchage, le système s'auto-arrange et décrit des motifs dont des exemples de réalisation sont représentées sur les figures 4 bis et 4 ter. On obtient un masque 20 stable sans avoir recours à un recuit avec une structure caractérisée par la largeur des brins et l'espace entre les brins. Le motif des brins est irrégulier et aléatoire. Le procédé comprend ensuite une étape de dépôt de la grille isolante 8 à travers le masque 20 (figure 5), c'est-à-dire dans les interstices 22 définis par les fissures du masque 20. Le remplissage de ces interstices 22 s'effectue par exemple sur 50% ou moins de l'épaisseur du masque 20. Cette phase de dépôt peut être réalisée par exemple par voie magnétron, par exemple par pulvérisation cathodique magnétron réactive ou par voie de dépôt par évaporation. La partie de matériau qui se dépose sur le masque 20 partira avec le masque et ne fait donc pas partie de la grille isolante 8. Le procédé comprend ensuite une étape de dépôt d'une deuxième couche conductrice 15 en matériau conducteur à travers le masque 20, de façon analogue à la grille isolante 8, pour former une première partie de la deuxième électrode 6 (figure 6). Afin de révéler la structure de grille de la grille isolante 8 et de la grille conductrice 14, on procède ensuite à une opération de « lift off » (retrait) du masque 20 (figure 7). Cette opération est facilitée par le fait que la cohésion des colloïdes résulte de forces faibles de type Van der Waals (pas de liant ou de collage résultant par un recuit). Le masque colloïdal 20 est alors immergé dans une solution contenant de l'eau et de l'acétone (on choisit la solution de nettoyage en fonction de la nature des particules colloïdales) puis rincé de manière à ôter toutes les parties revêtues de colloïdes. On pourra accélérer le phénomène grâce à l'utilisation d'ultrasons pour dégrader le masque de particules colloïdales et laisser apparaître les parties complémentaires (le réseau d'interstices 22 rempli par le matériau) qui conformeront les grilles 8, 14. Après retrait du masque 20, on procède au dépôt du milieu photoactif 10 par voie humide pour remplir au moins partiellement les ouvertures qui sont définies ensemble par la grille isolante 8 et la grille conductrice 14 (figure 8). Il s'agit par exemple de dépôt par « spin coating ». Le procédé comprend ensuite une étape de dépôt d'une couche conductrice organique 16 en matériau organique conducteur sur le milieu photoactif 10 et sur la grille conductrice 14, pour former la deuxième partie de la deuxième électrode 6. La cellule 1 est ensuite par exemple encapsulée par feuilletage d'un ou plusieurs films polymérisés à chaud d'acétylate de vinyle (EVA), de façon connue en soi. La présente invention a également pour objet un module photovoltaïque 30 comprenant une pluralité de cellules photovoltaïques 1 telles que décrites ci-dessus reliées en série, ainsi que son procédé de fabrication. Les figures 10 à 15 illustrent différentes étapes du procédé de fabrication du module 30 selon l'invention. On procède dans un premier temps aux étapes des figures 2 à 7 sur un unique substrat 2 de façon à former la première électrode 4, la grille isolante 8 et la grille conductrice 14 (voir figure 10). Le procédé comprend ainsi des étapes successives de : - dépôt sur le substrat 2 d'une couche conductrice 12 en matériau électriquement conducteur pour former la première électrode 4 ; - formation du masque 20 sur la première couche 12 ; - dépôt d'une couche isolante 13 en matériau diélectrique à travers le masque 20 pour former la grille isolante 8 ; - dépôt d'une couche 15 en matériau conducteur à travers le masque 20 pour former la grille conductrice 14 ; et - retrait du masque 20. Le procédé comprend ensuite une première étape d'ablation par exemple par laser des couches 12, 13, 15 préalablement déposées suivant une pluralité de premières lignes parallèles le long du substrat 2 pour diviser le module 30 en une pluralité de cellules photovoltaïques 1 (voir figures 11 et 12). Le laser est configuré pour retirer suivant les premières lignes les différentes couches 12, 13, 15 de la première électrode 4, de la grille isolante 8 et de la grille conductrice 14. Il s'agit par exemple d'un laser Nd :YAG 1064 nm doublé en fréquence à 532nm. On procède ensuite au dépôt d'un milieu photoactif 10 par voie humide pour remplir au moins partiellement les ouvertures de réception qui sont définies ensemble par les ouvertures 8A de la grille isolante 8 et les ouvertures 14A de la grille conductrice 14 (figure 12). Le milieu photoactif 10 emplit les fentes formées dans la première électrode 4 par la première ablation laser suivant les premières lignes. Une deuxième ablation par laser est ensuite effectuée suivant des deuxièmes lignes parallèles et adjacentes aux premières lignes (figures 12 et 13).
Le laser est configuré pour retirer suivant les deuxièmes lignes les différentes couches du milieu photoactif 10, de la grille isolante 8 et la grille conductrice 14 mais sans retirer la première couche conductrice 12. Il s'agit par exemple d'un laser Nd :YAG 532nm On procède ensuite au dépôt de la couche conductrice organique 16 sur le milieu photoactif 10 et sur la grille conductrice 14, pour former avec la grille conductrice 14 la deuxième électrode 6. La couche conductrice organique 16 emplit les fentes formées par la deuxième ablation par laser suivant les deuxièmes lignes. Le procédé comprend ensuite une troisième étape d'ablation par laser suivant des 20 troisièmes lignes parallèles et adjacentes aux deuxièmes lignes, du côté opposé aux premières lignes. Le laser est configuré de façon analogue à la deuxième ablation laser (par exemple un laser Nd :YAG 532nm) pour retirer suivant les troisièmes lignes la couche conductrice organique 16, le milieu photoactif 10 et les différentes couches 13, 15 de la 25 grille conductrice 4 et de la grille isolante 8 mais sans retirer la première couche conductrice 12. Le procédé selon l'invention présente l'avantage de permettre de former les différentes cellules photovoltaïques 1 à moindre coût sur le module 30, tout en les reliant en série.
30 Ainsi fabriqué, le module photovoltaïque 30 comprend une pluralité de cellules photovoltaïques reliées en série, dans lequel la deuxième électrode d'une cellule photovoltaïque k est en contact électrique avec la première électrode d'une cellule photovoltaïque k+l immédiatement adjacente et la deuxième électrode de la cellule photovoltaïque k+l est en contact électrique avec la première électrode d'une cellule photovoltaïque k+2 immédiatement adjacente, pour k compris entre 1 et N-2, N étant le nombre de cellules photovoltaïques du module. Le module selon l'invention présente les mêmes avantages que ceux décrits ci-5 dessus pour la cellule 1. Le module et la cellule selon l'invention sont en outre adaptés à une production en procédé «roll-to-roll », c'est-à-dire qu'ils peuvent être produits sur un substrat flexible pouvant être enroulé. Il s'agit d'un avantage majeur pour la rapidité de la fabrication et la facilité de la logistique.

Claims (20)

  1. REVENDICATIONS1. Cellule photovoltaïque organique (1), du type comprenant : - un substrat (2) ; - une première électrode (4) formée sur le substrat (2); - un milieu photoactif organique (10) comprenant un matériau donneur d'électrons et un matériau accepteur d'électrons; - une deuxième électrode (6) comprenant une grille conductrice (14), la première électrode (4) étant située entre le substrat (2) et la deuxième électrode (6), caractérisée en ce que la cellule (1) comprend une grille isolante (8) formée sur la première électrode (4) et en ce que la grille conductrice (14) est formée sur la grille isolante (8), la grille isolante (8) et la grille conductrice (14) définissant ensemble des ouvertures de réception (8A, 14A) du milieu photoactif (10) aptes à recevoir le milieu photoactif (10) après le dépôt sur le substrat (2) de la première électrode (4), de la grille isolante (8) et de la grille conductrice (14).
  2. 2. Cellule photovoltaïque (1) selon la revendication 1, dans laquelle les ouvertures de réception (8A, 14A) sont fermées par la première électrode (4) ou par une couche interposée entre la première électrode (4) et la grille isolante (8).
  3. 3. Cellule photovoltaïque (1) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la grille isolante (8) et la grille conductrice (14) ont des caractéristiques propres à une obtention par dépôt au travers d'un même masque (20).
  4. 4. Cellule photovoltaïque (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la grille isolante (8) et la grille conductrice (14) définissent un motif d'ouvertures (8A, 14A) qui est irrégulier et aléatoire.
  5. 5. Cellule photovoltaïque (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les ouvertures (8A, 14A) de la grille isolante (8) et de la grille conductrice (14) ont un diamètre moyen compris entre 5 et 100 microns, de préférence entre 6 et 20 microns.
  6. 6. Cellule photovoltaïque (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les brins (8B, 14B) délimitant les ouvertures (8A, 14A) de la grille isolante (8) et de la grille conductrice (14) ont une largeur moyenne comprise entre 500nm et 10 microns, de préférence entre 600 nm et 2 µm.
  7. 7. Cellule photovoltaïque (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la deuxième électrode (6) comprend au moins une couche conductrice organique (16) en matériau organique électriquement conducteur, la couche conductrice organique (16) couvrant le milieu photoactif (10).
  8. 8. Cellule photovoltaïque (1) selon la revendication 7, dans laquelle la couche conductrice organique (16) emplit au moins partiellement les ouvertures (14A) de la grille conductrice (14).
  9. 9. Cellule photovoltaïque (1) selon la revendication 8, dans laquelle la couche conductrice organique (16) emplit au moins partiellement les ouvertures (8A) de la grille isolante (8).
  10. 10. Cellule photovoltaïque (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le milieu photoactif (10) emplit au moins partiellement les ouvertures (8A) de la grille isolante (8).
  11. 11. Cellule photovoltaïque (1) selon la revendication 10, dans laquelle le milieu photoactif (10) n'emplit pas, même partiellement, les ouvertures (14A) la grille conductrice (14).
  12. 12. Cellule photovoltaïque (1) selon la revendication 11, comprenant, entre le milieu photoactif (10) et la grille conductrice (14), une couche bloqueuse de trous si la deuxième électrode (6) est la cathode ou bloqueuse d'électrons si la deuxième électrode (6) est l'anode.
  13. 13. Module photovoltaïque (30) comprenant une pluralité de cellules photovoltaïques (1) reliées en série, caractérisé en ce que les cellules photovoltaïques (1) sont selon l'une quelconque des revendications précédentes, la deuxième électrode (6) d'une cellule photovoltaïque k étant en contact électrique avec la première électrode (4) d'une cellule photovoltaïque k+l immédiatement adjacente et la deuxième électrode (6) de la cellule photovoltaïque k+l étant en contact électrique avec la première électrode (4) d'une cellule photovoltaïque k+2 immédiatement adjacente, pour k compris entre 1 et N-2, N étant le nombre de cellules photovoltaïques du module (30).
  14. 14. Procédé de fabrication d'une cellule photovoltaïque (1) comprenant des étapes successives de : - dépôt sur un substrat (2) d'au moins une première couche conductrice (12) en matériau électriquement conducteur pour former une première électrode (4) ; - formation d'un masque (20) sur ladite au moins une première couche (12) ;- dépôt d'au moins une couche isolante (13) en matériau diélectrique à travers ledit masque (20) pour former une grille isolante (8) ; - dépôt d'au moins une deuxième couche conductrice (15) en matériau conducteur à travers ledit masque (20) pour former une grille conductrice (14) d'une deuxième électrode (6) ; - retrait du masque (20) ; et - dépôt d'un milieu photoactif (10) par voie humide pour remplir au moins partiellement des ouvertures (8A, 14A) qui sont définies ensemble par la grille isolante (8) et la grille conductrice (14).
  15. 15. Procédé de fabrication selon la revendication 14, dans lequel l'étape de formation du masque (20) comprend : - une étape de dépôt d'une couche à base d'une solution de particules colloïdales stabilisées et dispersées dans un solvant ; et - une étape de séchage de ladite couche jusqu'à l'obtention d'un réseau d'interstices (22) formant un masque (20) de dépôt d'une grille.
  16. 16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel la solution de particules colloïdales est déposée par « dip coating ».
  17. 17. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, comprenant une étape de dépôt, sur le milieu photoactif (10) et sur la grille conductrice (14) d'au moins une couche conductrice organique (16) en matériau conducteur, pour former la deuxième électrode (4) avec ladite au moins une deuxième couche conductrice (15).
  18. 18. Procédé de fabrication d'un module photovoltaïque 30 comprenant des étapes successives de : - dépôt sur un substrat (2) d'au moins une première couche conductrice (12) en matériau électriquement conducteur pour former une première électrode (4); - formation d'un masque (20) sur ladite au moins une première couche conductrice (12) ; - dépôt d'au moins une couche isolante (13) en matériau diélectrique à travers ledit masque (20) pour former une grille isolante (8) ; - dépôt d'au moins une deuxième couche conductrice (15) en matériau conducteur à travers ledit masque (20) pour former une grille conductrice (14) d'une deuxième électrode 6 ;- retrait dudit masque (20) ; et - dépôt d'un milieu photoactif (10) par voie humide pour remplir au moins partiellement des ouvertures (8A, 14A) qui sont définies ensemble par la grille isolante (8) et la grille conductrice (14).
  19. 19. Procédé de fabrication selon la revendication 18, comprenant en outre une étape de dépôt d'au moins une couche conductrice organique en matériau conducteur sur le milieu photoactif (10) et éventuellement sur la grille conductrice (14), pour former la deuxième électrode (6) avec la grille conductrice (14).
  20. 20. Procédé de fabrication selon la revendication 19, comprenant : - après le dépôt de ladite au moins une deuxième couche conductrice (15) et avant le dépôt du milieu photoactif (10), une première étape d'ablation par laser des couches (12, 13, 15) préalablement déposées suivant une pluralité de premières lignes parallèles le long du substrat (2) pour diviser le module (30) en une pluralité de cellules photovoltaïques (1), le laser étant configuré pour retirer suivant les premières lignes ladite au moins une première couche conductrice (12), ladite au moins une couche isolante (13) et ladite au moins une deuxième couche conductrice (15), le milieu photoactif 10 emplissant les fentes formées par la première ablation par laser suivant les premières lignes ; - après le dépôt du milieu photoactif (10) et avant le dépôt de ladite au moins une couche conductrice organique (16), une deuxième étape d'ablation par laser suivant des deuxièmes lignes parallèles et adjacentes aux premières lignes, le laser étant configuré pour retirer suivant les deuxièmes lignes le milieu photoactif (10), ladite au moins une couche isolante (13) et ladite au moins une deuxième couche conductrice (15) mais sans retirer ladite au moins une première couche conductrice (12), ladite au moins une couche conductrice organique (16) emplissant les fentes formées par la deuxième ablation par laser suivant les deuxièmes lignes ; et - après le dépôt de ladite au moins une couche conductrice organique (16), une troisième étape d'ablation par laser suivant des troisièmes lignes parallèles et adjacentes aux deuxièmes lignes, du côté opposé au premières lignes, le laser étant configuré pour retirer suivant les troisièmes lignes ladite au moins une couche conductrice organique (16), le milieu photoactif (10), ladite au moins une deuxième couche conductrice (15) et ladite au moins une couche isolante (13) mais sans retirer ladite au moins une première couche conductrice (12).
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