Contact: Olivier PLANTEVIN

Spectroscopie optique de matériaux perovskites hybrides

Ces dernières années, les perovskites hybrides organique-inorganique sont devenues l’une des alternatives à bas coût les plus prometteuses aux semiconducteurs classiques dans le domaine du photovoltaïque et des systèmes à émission de lumière. Ils combinent à la fois les atouts attractifs des matériaux organiques et inorganiques en un seul et même composé, avec par exemple des propriétés excitoniques exaltées et une luminescence plus intense. Parmi ces matériaux émergents, les perovskites hybrides halogénées à cations multiples se sont révélées particulièrement intéressantes grâce à leur gap facilement ajustable par modification de la composition en halogène et leur meilleure stabilité structurale. Cependant, même ces matériaux les plus avancés souffrent d’instabilités dues à la migration ionique des halogènes sous photoexcitation. Nous travaillons à comprendre l’origine des ces propriétés optoélectroniques remarquables par spectroscopie de photoluminescence couplée à de l’ingénierie de défauts par implantation ionique. En effet, les défauts ponctuels modifient les propriétés électroniques et d’émission lumineuse des matériaux ainsi que la mobilité photo-induite des halogènes, point qui représente un des enjeux actuels pour l’amélioration de la stabilité des systèmes optoélectroniques. Nous nous intéressons également à des matériaux avancés constitués de perovskites infiltrées dans des matrices mesoporeuses développées pour des applications dans les cellules solaires, en collaboration étroite avec le LPICM (Ecole Polytechnique).

S. K. Gautam, M. Kim, D. R. Miquita, J.-E. Bourée, B. Geffroy and O. Plantevin
 Reversible Photo-Induced Phase Segregation and Origin of Long Carrier Lifetime in Mixed-Halide Perovskite Films, Advanced Functional Materials (2020) 2002622