Management de la lumière incohérente

Approches

Notre groupe développe des concepts basés sur la micro et nanostructuration permettant de contrôler spectralement et spatialement la lumière incohérente ou à faible longueur de cohérence. Nous développons une méthodologie complète basée sur les prédictions théoriques, la modélisation multi-échelle et multi-domaine (optique, thermique, électrique…), la conception, la réalisation et l’étude expérimentale de structures périodiques ou pseudo-désordonnées dédiées.

Thématiques scientifiques

• Refroidissement radiatif : optimisation de l’interaction rayonnement-matière, dans la gamme thermique du spectre, afin notamment d’améliorer le refroidissement des modules photovoltaïques par rayonnement thermique en conservant une bonne absorption visible.
• Photocatalyse : confinement des photons et phonons dans des micro-nanostructures pour dépollution de l’eau et de l’air, production de carburants solaires par hydrolyse ou photosynthèse artificielle.
• Photovoltaïque : piégeage de la lumière dans des cellules photovoltaïques en couches ultra-minces monojonctions ou tandem.
• LEDs et µ-displays : contrôle du rayonnement (spectre, directivité) de sources non cohérentes, conversion de longueur d’onde (fluorescence, transfert non radiatif) assistée par la densité d’états photoniques.

Projets récents et en cours

• IDEXLYON Scientific Breakthrough IPPON [2018-2021], Incoherent light and Phonon management in micro-nanopatterned materials for efficient depollution and artificial PhOtosyNthesis. Coordonné par l’INL, avec le Lab.HC, l’ILM et l’IRCELYON.
• ANR EMIPERO, Electrically pumped hybrid perovskites based light-emitting devices. Projet coordonné par l’ENS Saclay, avec l’INL et XLIM.

Publications scientifiques

• Capitolis, J., Hamandi, M., Hochedel, M., El-Jallal, S., Drouard, E., Chevalier, C., Leclercq, J.-L., Penuelas, J., Dursap, T., Brottet, S., Devif, B., Nguyen, H.S., Berhault, G., Chovelon, J.-M., Ferronato, C., Guillard, C., Puzenat, E., Crespo-Monteiro, N., Reynaud, S., Jourlin, Y., Bugnet, M., Seassal, C. (2022) « Two-dimensional photonic metasurfaces for slow light-controlled photocatalysis<:a>.Nano Select, 3(1), 108-117.
• Ndiaye, A., Ghazouani, A., Seassal, C., Drouard, E., Olivier, N., Bakir, B.B. (2021). Enhanced light-extraction efficiency and emission directivity in compact photonic-crystal based AlGaInP thin-films for color conversion applications. Optics Express, 29(22), 35965-35979.
• Mermet-Lyaudoz, R., Combeau, P., Drouard, E., Julien-Vergonjanne, A., Seassal, C., Nguyen, H.S., Sahuguède, S. (2021), Multiscale Simulation for Visible Light Communication using Perovskite Metasurface, 2021 17th International Symposium on Wireless Communication Systems (ISWCS)
• Dumoulin, J., Drouard, E., Amara, M. (2021). Radiative sky cooling of solar cells: fundamental modelling and cooling potential of single-junction devices. Sustainable Energy & Fuels,7
• Hoang, N.-V., Pereira, A., Nguyen, H. S., Drouard, E., Moine, B., Deschamps, T. Seassal, C. (2017). Giant Enhancement of Luminescence Down-Shifting by a Doubly Resonant Rare-Earth-Doped Photonic Metastructure. ACS Photonics, 4(7), 1705–1712.
• Gaucher, A., Cattoni, A., Dupuis, C., Chen, W., Cariou, R., Foldyna, M., Lalouat, L., Drouard, E., Seassal, C., RocaCabarrocas, P., Collin, S. (2016) “Ultrathin Epitaxial Silicon Solar Cells with Inverted Nanopyramid Arrays for Efficient Light Trapping,” Nano Lett., vol. 16, no. 9, pp. 5358–5364, Sep. 2016
• Ding, H., Lalouat, L., Gonzalez-Acevedo, B., Orobtchouk, R., Seassal, C., & Drouard, E. (2016). Design rules for net absorption enhancement in pseudo-disordered photonic crystal for thin film solar cells. Optics Express, 24(6), A650.
• Depauw et al. Nanophotonics for Ultra-Thin Crystalline Silicon Photovoltaics: When Photons (Actually) Meet Electrons. 31st European Photovoltaic Solar Energy Conference-EUPVSEC, 2015, Hamburg, Germany
• Benali, A., Michallon, J., Regreny, P., Drouard, E., Rojo, P., Chauvin, N., … Gendry, M. (2014). Optical simulation of multijunction solar cells based on III-V nanowires on silicon. Energy Procedia, 60 (2014).

Personnel

• Coordinateur : Emmanuel Drouard
• Permanents : Mohamed Amara, Christian Seassal
• PhD & Post-doc : Jérémy Dumoulin, Raphaël Mermet-Lyaudoz; Eirini Sarelli