Le d\u00e9veloppement d\u2019oxydes de p\u00e9rovskites est une expertise phare \u00e0 Limoges, pour de multiples applications innovantes. Pourtant, l\u2019utilisation d\u2019oxydes de p\u00e9rovskites pour les composants opto\u00e9lectroniques, comme par exemple les cellules photovolta\u00efques, est rest\u00e9e assez peu d\u00e9velopp\u00e9e jusqu\u2019\u00e0 pr\u00e9sent. La combinaison des savoir-faire de l\u2019IRCER (d\u00e9veloppement des mat\u00e9riaux) et de l\u2019institut XLIM (int\u00e9gration de ces derniers dans des composants opto\u00e9lectroniques) a r\u00e9cemment permis leur utilisation en tant que couches d\u2019interfaces au sein de cellules solaires de troisi\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration, elles-m\u00eames bas\u00e9es sur une couche active p\u00e9rovskite halog\u00e9n\u00e9es (non oxyde).<\/p>\n
Une cellule solaire est un assemblage de couches qui permet de convertir efficacement l\u2019\u00e9nergie lumineuse en \u00e9lectricit\u00e9. La structuration des couches est \u00e9tablie de sorte \u00e0 permettre l\u2019extraction des charges photo-g\u00e9n\u00e9r\u00e9es dans la couche active (par absorption de la lumi\u00e8re) via l\u2019utilisation de couches d\u2019interfaces sp\u00e9cifiques plac\u00e9es entre les \u00e9lectrodes et l\u2019absorbeur, et qui permettent le drainage efficace des porteurs et la g\u00e9n\u00e9ration de courant \u00e9lectrique.\u00a0 Les cellules solaires p\u00e9rovskites ont la particularit\u00e9 d\u2019utiliser une p\u00e9rovskite halog\u00e9n\u00e9es en tant que couche active, et elles d\u00e9montrent aujourd\u2019hui des rendements de conversion de puissance de plus de 26%, ce qui les rend comp\u00e9titives avec le silicium. Dans ce cas pr\u00e9cis, il est alors judicieux de remplacer les couches d\u2019interface par des oxydes de p\u00e9rovskites, qui ont l\u2019avantage de pr\u00e9senter la m\u00eame structure que la couche active, ce qui favorise les interactions entre les deux mat\u00e9riaux. S\u2019il existe plusieurs familles de p\u00e9rovskites, les travaux de recherche entre l\u2019IRCER et XLIM se sont focalis\u00e9s sur une famille appel\u00e9e \u00ab\u00a0CaTi1-y<\/sub>Fey<\/sub> O3-\u03b4<\/sub>\u00a0\u00bb en raison de sa bonne transparence (n\u00e9cessaire pour laisser passer la lumi\u00e8re vers la couche active) et de sa bonne conductivit\u00e9 \u00e9lectrique (n\u00e9cessaire pour extraire un courant important).<\/p>\n En effet, les films d’oxyde p\u00e9rovskite CaTi1-y<\/sub>Fey<\/sub> O3-\u03b4<\/sub> sont des candidats prometteurs pour les couches d\u2019interfaces de cellules solaires, mais aussi de diodes \u00e9lectroluminescentes (LED), car elles sont stables et robustes, ce qui est un atout pour la dur\u00e9e de vie des dispositifs. L’impact des substitutions atomiques de titane par du fer sur les propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques et optiques des films de p\u00e9rovskite CaTi0.5<\/sub>Fe0.5<\/sub>O3-\u03b4<\/sub> a \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9 et a permis d\u2019\u00e9tablir le meilleur compromis entre un coefficient de transmission \u00e9lev\u00e9 et une conductivit\u00e9 \u00e9lectrique appropri\u00e9e pour l\u2019application<\/p>\n Ces travaux sont actuellement men\u00e9s dans le cadre de la th\u00e8se de Ceren Yildirim, cofinanc\u00e9e par le LABEX \u2211-LIM et la R\u00e9gion Nouvelle-Aquitaine, avec pour principal d\u00e9fi de finaliser l\u2019int\u00e9gration dans un dispositif et ainsi de r\u00e9aliser une preuve de concept. De nombreuses perspectives peuvent \u00eatre envisag\u00e9es \u00e0 ce travail, en modulant par exemple les propri\u00e9t\u00e9s physiques des oxydes via leur composition, ou en associant \u00e0 ces interfaces de nouveaux mat\u00e9riaux absorbeurs ou \u00e9metteurs de lumi\u00e8re.<\/p>\nL\u00e9gende. Images de microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage (MEB) d\u2019une coupe transversale d’un film mince d\u2019oxyde de p\u00e9rovskite de type CaTi1-yFey O3-\u03b4, \u00e9labor\u00e9 par d\u00e9p\u00f4t laser puls\u00e9. Le d\u00e9p\u00f4t, d\u2019une \u00e9paisseur de 100nm, est r\u00e9alis\u00e9 sur une couche transparente conductrice d\u2019oxyde d\u2019\u00e9tain dop\u00e9 au fluor (FTO, \u00e9paisseur de 200 nm), utilis\u00e9 comme \u00e9lectrode transparente. <\/em><\/h6>\n
\u00a0<\/strong><\/h6>\n