Électrodéposition pulsée d'une électrode de sulfure de cobalt pour application dans une cellule solaire à pigment photosensible

La demande énergétique à travers le monde est grandissante et il serait souhaitable de développer les énergies vertes comme les cellules solaires pour combler cette demande. Les cellules solaires convertissent directement l'énergie du soleil en énergie électrique. Plusieurs types de cellules ont été développés au cours des années, mais dans ce travail, ce sont principalement les cellules solaires à pigment photosensible qui seront abordées. Ces cellules sont constituées de quatre composantes majeures : un colorant adsorbé sur un matériau semi-conducteur mésoporeux, un milieu électrolytique contenant un médiateur redox et une contre-électrode. Un très grand intérêt est porté aux cellules solaires à pigment photosensible dû à leur bon rendement de conversion d'énergie, leur faible coût de fabrication, leur utilisation efficace en lumière diffuse et leur facilité de production à grande échelle. Malgré ces avantages, le platine utilisé comme contre-électrode dans ces cellules est instable dans le milieu électrolytique à base d'iode typiquement employé, en plus d'être dispendieux. Pour remplacer le platine, une électrode de sulfure de cobalt est développée dans ce travail. Le sulfure de cobalt est un bon catalyseur pour la réduction de l'espèce oxydée contenue dans l'électrolyte; de plus, il est peu dispendieux. La méthode de déposition de ce matériau est l'électrodéposition pulsée. Cette méthode d'électrodéposition, qui est optimisée dans ce travail, est différente des techniques potentiostatiques usuellement utilisées. Plusieurs paramètres ont été variés, tel que le pH de la solution de déposition, le temps de déposition, le temps de pulse et le temps de pause. L'électrodéposition pulsée des films de CoxSy (composition déterminée par la spectroscopie Raman et la spectroscopie du photoélectron X) sur un verre conducteur est réalisée dans une solution de chlorure de cobalt et de thiourée. Les films déposés à partir d'une solution à pH 9, pendant 900 cycles, avec 1 s de pulse et 3 s de pause, démontrent les meilleures performances électrochimiques par voltampérométrie cyclique. Des cellules solaires ont été fabriquées avec des contre-électrodes de sulfure de cobalt sélectionnées, pour déterminer leurs paramètres électriques et photovoltaïques. Des bons rendements ont été obtenus, ce qui ouvre la porte au développement de ce type d'électrodes pour les cellules solaires.\ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cellules solaires à pigment photosensible, contre-électrode, sulfure de cobalt, électrodéposition pulsée