Les pérovskites halogènes (PK) ont démontré un très fort potentiel pour le photovoltaïque (PV) en atteignant des rendements records (35% en tandem sur silicium). Cependant, leur stabilité limitée (dégradation sous humidité, chaleur ou lumière) et les défis de mise à l’échelle (perte de rendement à grande surface) freinent leur industrialisation. Parallèlement, dans le domaine des microLED, les PK émergent comme une alternative prometteuse aux boîtes quantiques (QDs) pour les couches de conversion de couleur, grâce à leur pureté spectrale élevée et leur absorption supérieure. Pourtant, leur efficacité et stabilité restent à optimiser pour rivaliser avec les solutions existantes.

Ce projet propose une approche innovante : la fabrication de pérovskites inorganiques 2D et d’hétérostructures 2D/3D par dépôt par ablation laser pulsée (PLD), un procédé innovant pour les pérovskites et ayant un fort potentiel de mise à l’échelle. Les pérovskites 2D, grâce à leur confinement quantique, présentent une énergie de liaison des excitons élevée, idéale pour les LED et lasers, tandis que les hétérostructures 2D/3D améliorent la stabilité et réduisent les recombinaisons non radiatives.

Les objectifs de la thèse sont :
1. Synthèse de pérovskites 2D inorganiques (avec/sans plomb) par PLD et caractérisation avancée du matériau: cristallinité, luminescence, absorption, bandgap, stabilité…
2. Fabrication d’hétérostructures 2D/3D dans l’objectif d’atteindre un effet de passivation des défauts 3D, caractérisation avancée: rendement de photoluminescence, durée de vie des porteurs, passivation des interfaces…
3. Application pour le PV et les microLED : évaluation du potentiel pour des cellules tandem et des couches de conversion de couleur

Les résultats viseront à démontrer que le PLD permet de dépasser les limites actuelles (stabilité, production à grande échelle) tout en maintenant des performances optoélectroniques compétitives. Ce travail s’inscrit dans une dynamique mondiale où les PK pourraient contribuer à des avancées très significatives dans le domaine du PV et des micro-écrans.