Des chercheurs ont obtenu un nouveau contrôle de la structure atomique des pérovskites halogénées, créant un « sandwich énergétique » qui pourrait révolutionner la fabrication des cellules solaires, LED et lasers. Les pérovskites, grâce à leurs excellentes capacités d’absorption et d’émission lumineuse, leur faible coût et leur meilleure conversion du spectre solaire en énergie, sont considérées depuis longtemps comme un possible successeur du silicium dans ces domaines. Cependant, les dispositifs à base de pérovskite souffrent d’instabilité et de problèmes de durabilité ; les scientifiques peinaient également à contrôler précisément l’épaisseur des couches minces et les interactions entre les différentes couches empilées, limitant leur utilisation dans des structures multicouches fonctionnelles.
Désormais, une équipe dirigée par l’université de Cambridge a trouvé une nouvelle méthode pour faire croître des couches minces ultra-fines de pérovskites en utilisant un procédé de dépôt en phase gazeuse couche par couche, contrôlant l’épaisseur à une fraction d’atome près pour obtenir un alignement atomique parfait, ouvrant la voie à des dispositifs plus puissants, durables et efficaces. L’équipe a publié ses résultats dans la revue Science ; cette avancée pourrait ouvrir la porte à une production à grande échelle de dispositifs à pérovskites, avec un procédé similaire à celui utilisé pour les semi-conducteurs commerciaux.
La technique de traitement en phase gazeuse offre une précision à l’échelle atomique ; les chercheurs ont combiné des pérovskites 3D et 2D pour préparer et contrôler des structures empilées atomiquement réglables, réalisant une croissance épitaxiale et observant directement comment les propriétés d’émission lumineuse varient avec le nombre de couches. Ils peuvent également contrôler le comportement des électrons et des trous en concevant les liaisons entre les couches, ajuster les écarts d’énergie inter-couches et prolonger la durée de vie des électrons et des trous. Ce niveau de précision ouvre la voie à des dispositifs performants et évolutifs, utilisant la lumière de nouvelles manières pour des applications dans les lasers, détecteurs et technologies quantiques de prochaine génération. Sam Stranks, professeur au département de génie chimique et biotechnologie, déclare que pouvoir modifier à volonté la composition et les performances des pérovskites et étudier ces changements est une véritable réussite, démontrant la possibilité de fabriquer des semi-conducteurs utilisables à partir de pérovskites et pouvant totalement transformer la fabrication d’électronique bon marché et de cellules solaires.
