Utilisation d'additifs de croissance et ingénierie de composition chimique et d'interfaces pour des cellules solaires à pérovskites très performantes et stables

par Daming Zheng

Projet de thèse en Chimie Physique

Sous la direction de Thierry PauportÉ.

Thèses en préparation à l'Université Paris sciences et lettres , dans le cadre de École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre , en partenariat avec Institut de Recherche de Chimie Paris (laboratoire) , Matériaux pour la Photonique et l'Opto-Électronique (MPOE) (equipe de recherche) et de Chimie ParisTech / École Nationale Supérieure de Chimie de Paris (ENSCP) (établissement opérateur d'inscription) depuis le 10-10-2018 .


  • Résumé

    Les pérovskites hybrides halogènes (HP) sont récemment apparues comme des matériaux fascinants et des semi-conducteurs extrêmement polyvalents. Ces composés peuvent être préparés en tant que matériaux 2D et 3D et leur composition peut être modifiée sur une très large plage. Cela garantit le réglage possible de leurs propriétés optoélectroniques. Leurs propriétés supérieures en font des matériaux photoactifs attractifs pour les photodétecteurs, les cellules solaires, les diodes électroluminescentes et les lasers. Habituellement, les pérovskites aux halogénures sont simplement transformées en films minces polycristallins sur divers substrats pour des applications optoélectroniques. Cependant, récemment, le contrôle de leurs propriétés a été amélioré en développant des blocs de construction de cristaux de pérovskite de faible dimension, en développant des couches texturées, en particulier en matériaux 2D, et en développant des couches composites. L'objectif du doctorat sera de mieux comprendre la préparation de couches texturées et orientées, de développer la croissance de nanofils HP ainsi que de structures composites en combinant des nanostructures de carbone et des HP. Des propriétés supérieures, notamment en termes de stabilité et de conductivité, sont attendues pour ces structures. Ces matériaux seront ensuite appliqués aux cellules solaires photovoltaïques et aux photodétecteurs.

  • Titre traduit

    Use of perovskite growth additives and chemical composition and interfacial engineering for high performance and stable solar cells


  • Résumé

    Recently, hybrid halogen perovskites (HPs) have emerged as fascinating materials and highly versatile semiconductors. These compounds can be prepared as 2D and 3D materials, and their composition can be varied over a quite large extend. This ensures the possible fine tuning of their optoelectronic properties. Their superior properties make them attractive photoactive materials for photodetectors, solar cells, light-emitting diodes, and lasers. Usually, halide perovskites are simply processed into polycrystalline thin films on various substrates for optoelectronic applications. However, recently, the control of their properties has been improved by developing low-dimensional building blocks of perovskite crystals, by growing textured layers, especially of 2D materials and by developing composite layers. The aim of the Ph.D will be to get further insights into the preparation of textured and oriented layers, to develop the growth of HP nanowires and also of composite structures by combining carbon nanostructures and HPs. Superior properties, notably in terms of stability and conductivity, are expected for these structures. These materials will be subsequently applied to photovoltaic solar cells and photodetectors.