Séminaire général : Les pérovskites hybrides halogénées : une nouvelle classe de semiconducteurs pour l’opto-électronique par Emmanuelle Deleporte (ENS Paris-Saclay)
Résumé : Les cristaux moléculaires de pérovskites hybrides halogénées de formule générale (R-NH3)2(CH3NH3)n-1MnX3n+1 (R: partie organique, M: métal divalent, X: halogène) constituent une nouvelle classe de semiconducteurs qui a effectué une percée spectaculaire dans le monde du photovoltaïque vers 2012. Les cellules solaires contenant les pérovskites hybrides comme matériau absorbeur de lumière ont connu un développement extrèmement rapide, qui a permis d’atteindre en 2023 des rendements records de 25.8% en monojonction, équivalents à ceux obtenus dans les cellules solaires à base de silicium, et de 33.2% en cellules tandem silicium/pérovskite. En plus des applications photovoltaïques, ces semiconducteurs se révèlent pertinents dans d’autres domaines de l’opto-électronique tels que la photonique.
Ce succès fulgurant est dû au fait que les pérovskites hybrides halogénées possèdent des propriétés optiques et électroniques remarquables, combinant les avantages des semiconducteurs organiques et inorganiques mais démontrant également des propriétés originales et spécifiques. En particulier, les pérovskites hybrides présentent des propriétés excitoniques intéressantes qui peuvent être ajustées en variant la composition des molécules. Nous étudierons comment cette flexibilité peut être exploitée dans le domaine du photovoltaïque pour optimiser le rendement et la stabilité des cellules à base de pérovskites hybrides.
Biographie : Emmanuelle Deleporte, élève de l’Ecole Normale Supérieure Paris (ENS Paris) de 1986 à 1990, a obtenu son doctorat en physique en 1992 pour ses travaux réalisés au Laboratoire Pierre Aigrain (LPA, anciennement Laboratoire de Physique de la Matière Condensée). Après sa thèse, elle a été maître de conférences au Département de Physique de l’ENS Paris et a continué ses recherches au LPA, où elle a acquis une solide expérience sur les propriétés optiques des hétérostructures semiconductrices inorganiques II-VI et III-V. Elle est professeure à l’ENS Paris-Saclay (anciennement ENS Cachan) depuis 2002 et effectue ses recherches au sein du laboratoire LuMIn (Lumière, Matière et Interfaces). Elle a fondé une équipe de recherche multidisciplinaire, composée de physiciens et de chimistes, qui étudie les propriétés optiques des pérovskites hybrides halogénées pour l’opto-électronique, aussi bien dans le contexte du photovoltaïque que dans celui de l’émission de lumière. Les principales thématiques abordées concernent les effets de confinement à l’échelle nanométrique, les propriétés excitoniques, les mécanismes de relaxation des porteurs de charge, les transferts d’énergie, l’interaction lumière-matière dans des cavités photoniques verticales contenant les pérovskites. Depuis 2017, elle est directrice du Groupement de Recherche du CNRS HPERO « Halide Perovskites ».
