Frédéric Sauvage, lauréat d'une ERC Advanced Grant 2023

Après une thèse réalisée sous la direction de Jean-Marie Tarascon et Emmanuel Baudrin dans le domaine des batteries (2003-2006), Frédéric Sauvage s’est tourné vers d’autres disciplines, tout d’abord à l’Université de Northwestern (USA, 2006-2007), puis a rejoint l‘équipe de Michael Graetzel à l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (2007-2010). Cette expérience n’a fait qu’accroître son appétence pour la photonique des matériaux et sa fascination pour les mécanismes ultra-rapides qui contrôlent à la fois les propriétés dynamiques sous illumination des semi-conducteurs et leurs capacités à transmettre efficacement de l’énergie. Frédéric Sauvage a rejoint le CNRS en 2010 où il est actuellement directeur de recherche. Il a créé son équipe autour des matériaux et des nouveaux concepts pour la conversion de l’énergie solaire. Il partage son temps entre recherche fondamentale, recherche appliquée et transfert technologique, continuum qu’il juge primordial pour faire face aux enjeux sociétaux autour de l’énergie. Il est à l’origine de différentes preuves de concept brevetées, comme la batterie auto-photorechargeable, les cellules photovoltaïques à colorant transparentes et incolores ou des cellules PV ultra-performantes pour la conversion de la lumière artificielle. Coordinateur de différents projets nationaux (ANR, SATTNord, BPIFrance…) et européens (H2020, HE), Il a également co-fondé en 2019 la société G-Lyte, spin-off du CNRS, qui valorise ses travaux dans le domaine du PV “indoor”. Valorisation de ses découvertes qu’il poursuit accompagné par le CNRS et l’Université de Picardie Jules Verne.

ExplorinG by in situ and operando techniques the native dEgradation MechanIsms and long-range propagation In metal halide perovskite (GEMINI)

Comprendre la dynamique structurale des pérovskites halogénées lorsque la lumière est absorbée et établir s’il existe un lien entre ce tout premier mécanisme et la dégradation de ces matériaux, ce sont ces deux questionnements qui sont au cœur du projet GEMINI. La dynamique structurale n’est pas connue à ce jour et la description des mécanismes de dégradation repose principalement sur des expériences comparatives ex situ. Une approche qui ne révèle ni les mécanismes premiers de la dégradation, ni les chemins de propagation. GEMINI devrait permettre de combler cette lacune grâce à une approche multi-échelle (nano, micro et macroscopique) et multi-temporelle (femto-pico-nano...-secondes jusqu’aux heures) des phénomènes de dégradation sous contraintes externes. Pour cela, des développements techniques spécifiques sont au centre du projet tels qu’un système de pompe optique et sonde X pour la diffraction afin de résoudre la dynamique structurale des pérovskites. Des chambres d’analyses in situ et operando associées à des techniques de caractérisations avancées comme la spectroscopie ultra-rapide et la spectroscopie à résonance paramagnétique permettront de  sonder l’évolution des états électroniques. Enfin, l’imagerie en 4D-STEM, couplée à des méthodes de diffraction aidera à comprendre la propagation des défauts de l’échelle atomique à celle macroscopique.