Les concentrateurs solaires fluorescents (LSCs) présentent un large potentiel d’application dans l’intégration photovoltaïque des bâtiments (BIPV) grâce à leurs capacités de conversion spectrale et de guidage lumineux. Cependant, la distribution aléatoire des centres d’émission dans les LSC traditionnels entraîne un champ d’émission isotrope, ce qui limite la performance des dispositifs en raison des pertes liées au cône d’évasion et à la réabsorption, réduisant ainsi l’efficacité de guidage. Cette étude utilise des nanocristaux de halogénure métallique sans plomb Cs₃Cu₂I₅ avec un grand déplacement de Stokes comme matériau fluorescent. En construisant une structure conique de fluorophores avec confinement spatial et organisation directionnelle, ce travail réalise un contrôle anisotrope du champ d’émission, augmentant la probabilité de collecte des photons guidés en bordure. Les nanocristaux Cs₃Cu₂I₅ sont préparés par méthode d’injection thermique et des dispositifs LSC à structure conique simple et double couche sont mis en place. Les résultats montrent que les nanocristaux présentent un déplacement de Stokes d’environ 155 nm et des caractéristiques typiques de photoluminescence d’excitons auto-piégés. Avec l’augmentation du nombre de couches de fluorophores coniques, la densité de courant photocourant et la réponse EQE s’améliorent, la puissance de conversion (PCE) des dispositifs à double couche atteignant 1,97 %. Parallèlement, les deux structures conservent une efficacité élevée du guidage en bordure, démontrant que la structure conique permet d’augmenter la capture lumineuse tout en maintenant une bonne transmission dans le guide d’ondes. Les résultats indiquent que la structure conique peut efficacement réguler la propagation de la lumière dans les LSC et réduire les pertes du cône d’évasion, offrant de nouvelles perspectives pour l’optimisation des structures des concentrateurs solaires fluorescents haute performance.

concentrateur solaire fluorescent;halogénure métallique sans plomb;pertes du cône d’évasion;structure conique de fluorophores