Presque toutes les technologies d'aujourd'hui pour l'énergie solaire, les télécommunications et les micropuces reposent sur des matériaux à base de silicium. Ces dernières années, cependant, une nouvelle famille de matériaux semi-conducteurs est apparue qui promet de nouvelles et meilleures applications technologiques; les pérovskites.
La pérovskite est le nom général d'un matériau composé de trois composants chimiques A, B et X, qui sont disposés dans une structure cristalline moléculaire spécifique ABX3 † L'iodure de plomb formamidinium [HC(NH2) )2 PbI3 ou en abrégé FAPbI3 † Ce matériau a jusqu'à présent atteint le record du monde pour une cellule solaire à base de pérovskite, et il suit de près les cellules solaires à base de silicium d'aujourd'hui.
L'un des problèmes, cependant, est que les cristaux de pérovskite ne peuvent souvent être maintenus stables que dans des conditions de laboratoire. À température ambiante, FAPbI3 par exemple, dans la phase delta de couleur jaune, avec peu d'utilisation pratique pour les applications technologiques. Mais lorsqu'il est chauffé au-dessus de 150 °C, le matériau s'organise en une autre structure de couleur noire, appelée phase alpha.
Le matériau ne reste dans cette phase que quelques jours dans des conditions ambiantes avant de se reconvertir spontanément en phase delta inutile. C'est cette phase alpha sombre de FAPbI3 , qui intéresse le plus les chercheurs et a la plus grande valeur technologique. Jusqu'à présent, la stabilisation de la pérovskite dans la phase alpha utile n'était possible qu'en la soumettant à des traitements chimiques spéciaux après chauffage.
Les scientifiques de la KU Leuven du Roeffaers Lab et du groupe Hofkens ont maintenant trouvé un moyen nouveau et facile de créer la pérovskite en phase alpha sombre recherchée. Ils ont utilisé l'écriture laser directe, une technique dans laquelle le matériau est irradié avec un faisceau laser intense focalisé, pour chauffer localement la surface de la pérovskite. Cela le fait passer de la phase delta inutile à la phase alpha souhaitée. De plus, il a été constaté que le matériau restait maintenant stable pendant de nombreuses semaines, même à température ambiante, sans nécessiter de traitement supplémentaire. Les scientifiques de la KU Leuven ont en outre utilisé cette technique d'écriture au laser pour créer rapidement des motifs complexes de FAPbI3 sombre capable de produire. Leurs recherches ont récemment été publiées dans la célèbre revue de nanotechnologie ACS Nano.
Les découvertes des chercheurs de la KU Leuven constituent une avancée majeure dans l'adaptation locale des propriétés structurelles, électriques et optiques de cette importante nouvelle classe de matériaux. L'avenir est ouvert pour les blocs de construction high-tech sur mesure sur demande.
