Des chercheurs de l'Université McGill ont acquis de nouvelles connaissances alléchantes sur les propriétés des pérovskites, l'un des matériaux les plus prometteurs au monde dans la quête pour produire un plus efficace, cellule solaire robuste et moins chère.

Dans une étude publiée aujourd'hui dans Communication Nature , les chercheurs ont utilisé un spectromètre électronique multidimensionnel (MDES) – un instrument unique fabriqué à la main à McGill – pour observer le comportement des électrons dans les nanocristaux de pérovskite d'iodure de plomb et de césium. Le MDES qui a rendu ces observations possibles est capable de mesurer le comportement des électrons sur des périodes de temps extraordinairement courtes - jusqu'à 10 femtosecondes, ou 10 millionièmes de milliardième de seconde. Les pérovskites sont des cristaux apparemment solides qui ont attiré l'attention pour la première fois en 2014 pour leur promesse inhabituelle dans les futures cellules solaires qui pourraient être moins chères ou plus tolérantes aux défauts.

Une découverte des plus excitantes

"C'est le résultat le plus excitant auquel j'ai participé depuis mes débuts en sciences en 1995, " a déclaré l'auteur principal et professeur de chimie de McGill Patanjali Kambhampati à propos de la découverte de la dualité liquide-solide de la pérovskite. " Au lieu de rechercher la perfection dans la microélectronique au silicium sans défaut, ici, nous avons une chose défectueuse qui est tolérante aux défauts. Et maintenant, nous en savons un peu plus sur la raison."

Solides agissant comme des liquides

Alors que les chercheurs examinaient de plus près les cristaux à l'aide du MDES, ce qu'ils ont vu était quelque chose qui remet en question notre compréhension conventionnelle de la différence entre les liquides et les solides.

« Depuis l'enfance, nous avons appris à discerner les solides des liquides en nous basant sur l'intuition :nous savons que les solides ont une forme fixe, alors que les liquides prennent la forme de leur contenant, " a déclaré Hélène Seiler, auteur principal de la recherche et ancien Ph.D. étudiant au Département de chimie de McGill qui est actuellement au Département de chimie physique, Fritz-Haber-Institut à l'Institut Max-Planck. "Mais quand on regarde ce que les électrons de ce matériau font réellement en réponse à la lumière, nous voyons qu'ils se comportent comme ils le font généralement dans un liquide. Clairement, ils ne sont pas dans un liquide - ils sont dans un cristal - mais leur réponse à la lumière est vraiment liquide. La principale différence entre un solide et un liquide est qu'un liquide a des atomes ou des molécules qui dansent, alors qu'un solide a les atomes ou les molécules est plus fixe dans l'espace que sur une grille."