Etude spatio-temporelle in operando du transport de charge appliqué à la conversion d'énergie – PV-SCOPE

L’objectif du projet PV-SCOPE est de développer un sytème de mesure du transport de charge dans des dispositifs optoélectroniques avec une haute résolution spatio-temporelle dans les conditions de fonctionnement réalistes – les premières études de ce genre. Le transport de charge à travers les interfaces est fondamental pour les sciences de base pour l’énergie, mais des questions sur le transport de charge dans les conditions de dispositif operando restent sous-explorées. L’approche de ce projet consiste à fusionner la microscopie pompe-sonde et la fabrication de dispositifs optoélectroniques à nanocristaux pour imager la dynamique locale de charge dans les conditions réelles de l’appareil. J'utiliserai cette nouvelle méthode pour résoudre spatio-temporellement le transport de charge en présence de tension et d'éclairage. Un photovoltaïque à base de film de nanocristaux servira de système modèle. J’imagerai le transport aux interfaces et à travers les interfaces en fonction de la tension appliquée et de l'intensité lumineuse et corrélerai le comportement spatio-temporel à la réponse courant–voltage macroscopique. Je vais étudier les questions suivantes : À l’échelle microscopique, quel est l’impact des champs électriques et de la densité de charge sur la dissociation des poteurs et le transport de la charge ? Quels sont les mechanisms relatifs au transport vers l’interface et à travers celle-ci ? Quel est l’impact de l’hétérogénéité microscopique sur le transport, et comment cette échelle détermine-t-elle l’efficacité macroscopique ? La méthode operando établie ici sera largement applicable à une large gamme de matériaux et de configurations de dispositifs. L'équipe du projet à l’Institut des Nanosciences de Paris est particulièrement bien placée pour réaliser cette avancée scientifique, en mettant en synergie l’expertise dans la fabrication de dispositifs à base de nanocristaux, les mesures de transport électrique et la microscopie pompe-sonde.