Optical properties of 3D hybrid perovskites for photovoltaics - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2017

Optical properties of 3D hybrid perovskites for photovoltaics

Propriétés optiques des pérovskites hybrides 3D pour le photovoltaique

(1)
1

Abstract

In the last five years, hybrid organic-inorganic perovskites have emerged as a novel class of semiconductors owing to their interesting electronic and optical properties for photovoltaic and light-emitting devices. This thesis reports an experimental study using optical spectroscopy to explore the optical properties and excitonic effects of hybrid perovskites such as CH3NH3PbX3 with X = I or Br.We studied the optical properties of spin-coated thin films and solution processed single crystals. Thin films present a granular structure and a high density of defects which induce a great variability of the optical properties. The study of single crystals allows us to highlight the intrinsic properties of material: free exciton emission, electron-phonon coupling and charge carriers recombination dynamics. Besides, we have investigated the impact of the orthorhombic-tetragonal phase transition on the optical properties of CH3NH3PbI3. Finally, we have quantified the effect of reabsorption on the emission properties of hybrid perovskites. The accurate estimate of this effect is particularly important for the interpretation of the optical properties of hybrid perovskites and explains the great heterogeneity of the results in the literature.
Depuis 5 ans, les pérovskites hybrides organiques-inorganiques sont apparues comme une nouvelle classe de semiconducteurs possédant des propriétés optoélectroniques très intéressantes pour les dispositifs photovoltaïques et émetteurs de lumière. Cette thèse porte sur une étude expérimentale de spectroscopie optique, qui s’inscrit dans le champ d’exploration des propriétés optiques et des effets excitoniques des pérovskites hybrides CH3NH3PbX3 avec X = I ou Br. Nous avons étudié les propriétés optiques de couches minces déposées par spin-coating et de monocristaux élaborés en solution. Les couches minces présentent une structure granulaire et une densité élevée de défauts qui induisent une grande variabilité des propriétés optiques. L’étude des monocristaux nous a permis de mettre en évidence les propriétés intrinsèques du matériau : émission d’excitons libres, couplage électron-phonon, dynamique de recombinaison des porteurs de charge. De plus, nous avons exploré l’impact de la transition de phase orthorhombique-tétragonale sur les propriétés optiques de CH3NH3PbI3. Enfin, nous avons quantifié l’effet de la réabsorption sur les propriétés d’émission des pérovskites hybrides. L’estimation précise de cet effet est particulièrement importante pour l’interprétation des propriétés optiques des pérovskites hybrides et explique la grande hétérogénéité des résultats dans la littérature.
Fichier principal
Vignette du fichier
72820_DIAB_2017_archivage.pdf (17.27 Mo) Télécharger le fichier
Origin : Version validated by the jury (STAR)

Dates and versions

tel-01708869 , version 1 (14-02-2018)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01708869 , version 1

Cite

Hiba Diab. Propriétés optiques des pérovskites hybrides 3D pour le photovoltaique. Optique [physics.optics]. Université Paris Saclay (COmUE), 2017. Français. ⟨NNT : 2017SACLN061⟩. ⟨tel-01708869⟩
2837 View
609 Download

Share

Gmail Facebook Twitter LinkedIn More