Laboratoire de Physique des Interfaces et des Couches Minces

CNRS - École polytechnique - Institut Polytechnique de Paris

Test 1

Written by : John Doe

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­­­Rapport section 08 Renouvellement GDR HPERO

Test 1

Mme Emmanuelle DELEPORTE, Professeur des Universités de l’ENS Paris-Saclay (LuMIn, Gif-sur-Yvette) et directrice du GDR HPERO (Halide Perovskites), dépose une demande de renouvellement pour la prochaine période.

 

Les instituts concernés sont l’INP en principal, l’INC et l’INSIS en secondaire. Les sections de rattachement 03, 05, 08 et 15, sont sollicitées pour cette évaluation.

 

À sa création en 2017, la mission du GDR était de structurer la communauté académique impliquée sur l’exploration des pérovskites halogénées présentant des qualités remarquables dans l’exploration d’une nouvelle classe de semiconducteurs et plus particulièrement sur les applications photovoltaïques à base de pérovskite hybride en couches minces passant ainsi d’un rendement de 14,1 % en 2013 à 25,5 % en 2020 obtenus en laboratoire.

 

L’un des éléments moteurs à la création du GDR HPERO, a été l’intérêt suscité par de nombreuses équipes de recherche françaises théoriques et expérimentales venant d’horizons très divers et souhaitant exploiter les propriétés fondamentales de ce matériau, pour le développement de composants optoélectroniques.

 

 

À l’origine, 30 laboratoires se sont impliqués dans ce projet. De 2017 à 2020, la croissance du nombre de membres a été estimée à 50% environ. On compte aujourd’hui 38 équipes pour un effectif de 175 permanents, 108 doctorants et post-doctorants avec une moyenne de 5 permanents par équipe.

 

Afin de couvrir un très large spectre dans la maitrise et la connaissance de ce matériau et d’améliorer les dispositifs voire d’envisager de nouvelles pistes d’application, l’activité de recherche scientifique du GDR s’était organisée selon 3 axes thématiques :

 

Axe 1 : Ingénierie chimique du matériau (qualité du matériau, optimisation de la cristallinité et de l’homogénéité des couches minces, amélioration de la stabilité du matériau (présence de plomb), exploitation de pérovskite de différentes dimensionnalité).

 

Axe2 : Caractérisations des propriétés structurales, électroniques et optiques du matériau

Cet axe est essentiellement porté sur les propriétés fondamentales du matériau (études structurales, propriétés électroniques, couplage avec les phonons, migration ionique, caractérisation optique, migration ionique, polaritron.

 

Axe 3 : Le matériau et ses interfaces

Il s’agit d’étudier plus les phénomènes et comportements physiques aux interfaces en particulier pour les dispositifs photovoltaïques (Physique et chimie des interfaces, transports, cellules solaires).

 

L’animation scientifique se décline sous plusieurs formats. Sur la période on compte 5 workshops, 2 séminaires, 2 ateliers et 8 participations et soutiens à des conférences en co-organisation avec le GDR HPERO. Des Journées Perovskite Hydrogénées (JPH) sont organisées, elles rassemblent, en des lieux différents, en moyenne entre 80 et 100 personnes de la communauté. Quelques industriels participent et soutiennent ces évènements sous forme de sponsoring. L’organisation est confiée à tour de rôle au comité local. Afin de promouvoir les échanges de savoir-faire entre les laboratoires, y compris les équipes internationales affiliées au GDR, des bourses de mobilité, destinées plus particulièrement aux doctorants ont été mises en place (2 appels par an).

Au regard de la situation sanitaire, les actions prévues en 2020 ont été revues fortement à la baisse.

Dans ce contexte, l’école thématique HPERO intitulée : « Halide Perovskite materials for opto-electronic applications from fundamental insights to devices », première école thématique internationale du domaine visant à fournir une formation de haut niveau, a été repoussée d’une année. Sa capacité d’accueil prévue est de 80 participants.

 

La gouvernance du GDR repose sur une direction assistée d’un bureau composé d’une  personnalité référente pour chacun des axes.

Le comité scientifique est composé de 17 personnes dont les membres de droits (direction), judicieusement réparties en fonction des tutelles et organismes représentés. On note qu’une personne du CNRS innovation fait partie du comité.

 

En termes de parité, la répartition F/H du comité de pilotage du GDR est de 38 %, un taux qui se situe bien au-delà des unités de physique de l’hexagone. La liste nominative des personnels permanents donne un pourcentage de 20% de femmes dans la communauté.

 

Deux canaux de diffusion de la communication des actions du GDR sont opérationnels : la liste de diffusion et le site web.

 

La production scientifique fait état d’environ 300 publications, le nombre de thèses soutenues est en forte augmentation chaque année passant de 5 en 2017 à 17 en 2018, 15 en 2019 et 10 au premier semestre 2020. 47 thèses sont actuellement en cours. 3 à 4 thèses par an sont co-encadrées par au moins 2 membres du GDR.

 

Sur la première période, 26 contrats internationaux ont été obtenus dont 9 contrats européen H2020 et Solar-Era-Net. Au niveau national, on dénombre 17 contrats dont 1 ANR en 2017 puis 4 ANR collaboratives par an à partir de 2018.

34 contrats locaux de type financements doctoral, post-doctoral et équipements ont été obtenus. Enfin, les relations avec le tissu industriel sont en bonne voie de développement, à ce jour 5 contrats ont été validés.

 

La motivation scientifique pour justifier la demande de renouvellement du GDR passe par une volonté de renforcement de la position et du rayonnement de la communauté française à l’international.

Afin d’approfondir les connaissances fondamentales des pérovskites, le conseil scientifique, après consultation des membres de la communauté, a élaboré un nouveau projet. Au regard de l’ampleur de certaines thématiques comme les études structurales, les défauts ou encore le photovoltaïque, 3 axes supplémentaires sont venus compléter les thèmes de recherche.

 

Le projet de renouvellement s’appuie donc sur 6 axes de recherche :

bloc

1-Ingéniérie du matériau

2- Études structurales et défauts

3- Propriétés physiques

4- Interfaces

5- Photovoltaïque

6- Développements émergents (multiples applications, émiassions de la lumière, détection, stockage de l’énergie, …)

 

La gouvernance sera également renforcée et passera donc de 4 à 7 membres.

 

Des interactions avec 8 autres GDRs sont envisagés dont OXYFUN et REST.

 

Concernant les actions d’animations scientifiques, les JPH et les bourses de mobilités seront reconduites.

Les workshops seront maintenus sous forme de journées communes avec d’autres réseaux et GDRs. Au regard de l’expérience due à la situation sanitaire, il est envisagé de retransmettre les séminaires en ligne.

 

La première école thématique internationale reportée en 2020 (COVID) devrait se tenir fin juin 2021. L’équipe de direction envisage de reconduire cette action de façon récurrente. L’école est soutenue par le CNRS à hauteur de 10 k€, d’autres soutiens viennent compléter ce financement à une hauteur équivalente (UPSAY, Labex, …).

 

Le budget moyen annuel souhaité est de 15 K€ par an reparti comme suit :

– JPH : 5 k€

– Bourses de mobilité : 5 k€

– Workshops / ateliers : 3 k€

– Interaction avec autres GDRs/réseaux : 2 k€

 

Le bilan comme les motivations scientifiques justifiant le renouvellement ont bien été

détaillés. Les enjeux portés par le GDR HPERO sont remarquables et ont montré toute la pertinence de la mise en place d’une communauté scientifique autour des pérovskites halogénées.

La section 08 apprécie particulièrement l’attention portée sur la répartition femme/homme aux postes à responsabilité et à la volonté d’ouvrir le GDR HPERO à l’international et au monde industriel à la fois dans ses actions futures portées particulièrement par les axes 5 et 6 et aussi par la présence d’un représentant valorisation CNRS.

 

 

En conclusion, la section 08 émet un avis très favorable au renouvellement du GDR HPERO pour la prochaine période et à la nomination de Mme Emmanuelle DELEPORTE en qualité de directrice.