Science des matériaux

Les pérovskites hybrides halogénées: un nouveau semiconducteur pour le photovoltaïque et l'émission de lumière

Publié le - Optique Toulouse 2018 - Horizons de l'Optique

Auteurs : Emmanuelle Deleporte, Hiba Diab, Ferdinand Lédée, Gaëlle Allard-Trippé, Géraud Delport, Khaoula Jemli, Fabien Bretenaker, Christophe Arnold, Christèle Vilard, Julien Barjon, Guillaume Bouchez, V.L.R. Jacques, Antonio Tejeda, Jacky Even, Pierre Audebert, Jean‐sébastien Lauret, Damien Garrot

Les cristaux moléculaires de pérovskites hybrides de formule générale (R-NH 3) p PbX n (R groupement organique, X: halogène) représentent une nouvelle classe de semiconducteurs qui a effectué une percée spectaculaire dans le monde du photovoltaïque depuis 5 ans. En effet, le développement des cellules solaires contenant les pérovskites hybrides comme matériau absorbeur de lumière a connu un développement extrèmement rapide qui a permis d'atteindre des rendements records aussi élevés que 22,7% en 2017, rentrant en compétition avec les records des cellules solaires à base de silicium. En plus des applications photovoltaïques, ces cristaux moléculaires se révélent tout à fait pertinents dans le domaine de l'émission de lumière: diodes électroluminescentes et lasers. Ce succès fulgurant est dû au fait que les pérovskites hybrides possèdent des propriétés optiques et électroniques remarquables, combinant les avantages des semiconducteurs organiques et inorganiques. Ces propriétés excitoniques peuvent être ajustées en jouant sur la composition des molécules et la mise en forme des cristaux (couches minces, monocristaux). En particulier, nous étudierons par des expériences d'absorption, de photoluminescence et de micro-photoluminescence résolue en temps et en fonction de la temperature, les propriétés intrinsèques des excitons dans des monocristaux de pérovksites hybrides .