Halide Perovskites

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Soutenance de thèse de Ferdinand Lédée

par mkepenek -

Ferdinand Lédée soutiendra sa thèse "Cristallisation et fonctionnalisation de pérovskites hybrides halogénées à 2-dimensions pour le photovoltaïque et l’émission de lumière" le jeudi 15 novembre 2018 à 14h dans la salle Balmer du laboratoire Aimé Cotton à Orsay.

Résumé de la thèse
Les pérovskites hybrides halogénées sont une nouvelle classe de semi-conducteurs polyvalents se proposant d’allier hautes performances, bas coût et processabilité en vue d’applications variées comme le photovoltaïque ou l’émission de lumière. Leur développement à grande échelle se heurte cependant à leur faible stabilité dans les dispositifs.
Depuis quelques années, des groupes de chercheurs se sont particulièrement intéressés aux pérovskites hybrides à 2-dimensions (2D). Cette sous-catégorie de pérovskites est bien plus stable et offre une meilleure flexibilité chimique que leurs cousines 3D. Cependant, leurs performances dans les dispositifs restent limitées, en particulier à cause de la faible maîtrise de leurs méthodes de synthèse. En outre, de nombreux efforts sont encore à faire pour la compréhension de leurs propriétés intrinsèques, notamment via l’étude de monocristaux.

Nous avons mis au point une méthode de synthèse par diffusion d’anti-solvant permettant de synthétiser des monocristaux de pérovskites 2D telles que (C6H5C2H4NH3)2PbI4 et (C6H5C2H4NH3)2(CH3NH3)Pb2I7. De plus, cette méthode a été adaptée pour la synthèse de couches minces monocristallines, dont l’incorporation dans des dispositifs pourrait permettre en théorie de se rapprocher des performances intrinsèques du matériau. Enfin, en exploitant la flexibilité chimique des pérovskites 2D, nous avons synthétisé de nouvelles pérovskites hybrides fonctionnalisées par des molécules de luminophore présentant potentiellement des transferts de charge entre les parties organique et inorganique.

Abstract
Hybrid halide perovskites are a new class of high-end semiconductors that combine high performances, low cost and room temperature processability for a wide range of applications such as photovoltaics and light-emitting devices. Their large-scale commercialisation is however hindered by their poor stability. For a few years, 2-dimensional (2D) hybrid perovskites have shown an increased interest. This subclass of perovskite is more stable and offers better chemical flexibility than their 3D counterparts. However, their performances suffer from the poor quality of the perovskites spin-coated films and the lack of understanding of their physical properties.

We developed a new crystallization method for the growth of 2D perovskites single crystals such as (C6H5C2H4NH3)2PbI4 and (C6H5C2H4NH3)2(CH3NH3)Pb2I7. Spectroscopic studies of these crystals could help understanding the intrinsic properties of these emerging materials. Furthermore, we adapted the method in order to grow single crystalline thin films. These films could help increasing the performances and the stability of 2D perovskite-based devices. Moreover, we synthesized new perovskites incorporating fluorescent molecules as their organic moiety. We highlighted a possible charge transfer between the organic and inorganic part of these new functionalized perovskites.