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Synthèse de matériaux moléculaires pour la conception de cellules solaires photoélectrocatalytiques
L objectif de cette thèse est de développer une nouvelle méthode de stabilisation et de post-fonctionnalisation des systèmes moléculaires à la surface de semi-conducteur mésoporeux de type p (p-SC ; NiO) et de type n (n-SC ; TiO2) afin d élaborer des Dye-Sensitised Solar Cells (DSSCs) dans le but d...
| Auteurs principaux : | , , , , , |
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| Collectivités auteurs : | , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Synthèse de matériaux moléculaires pour la conception de cellules solaires photoélectrocatalytiques / Yousra Bentounsi; sous la direction de Fabrice Odobel et de Stéphane Diring |
| Publié : |
2021 |
| Accès en ligne : |
Accès Nantes Université
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| Note sur l'URL : | Accès au texte intégral Accès réservé au texte intégral |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Chimie organique, minérale et industrielle : Nantes : 2021 |
| Sujets : |
| Résumé : | L objectif de cette thèse est de développer une nouvelle méthode de stabilisation et de post-fonctionnalisation des systèmes moléculaires à la surface de semi-conducteur mésoporeux de type p (p-SC ; NiO) et de type n (n-SC ; TiO2) afin d élaborer des Dye-Sensitised Solar Cells (DSSCs) dans le but d améliorer les performances de celles-ci. Pour accomplir cela, nous avons synthétisé des colorants dicétopyrrollopyrrole (DPP) fonctionnalisés qui ont fait ensuite l objet d une réticulation thermique via la réaction click de Huisgen en présence d un agent de réticulation non-fonctionnel après leurs chimisorption à la surface d un SC. Les cellules obtenues présentent une stabilité supérieure aux cellules non réticulés, tout en conservant leurs propriétés photovoltaïques initiales et sans que le processus de réticulation n ait un effet négatif sur la dynamique de transfert de charge au sein de ces cellules. Par ailleurs, un naphtalène diimide (NDI) a été introduit comme accepteur d électron, via la même stratégie, sur une photocathode sensibilisée. L étude des propriétés photo-physique liée aux mesures photovoltaïques ont montré que le transfert d électron à travers un lien triazole est efficace. Enfin, nous avons étendu ce concept d ingénierie moléculaire vers une méthode qui permet l assemblage d un système tri- composants pour la fabrication de dispositifs plus complexes. The aim of this thesis is to develop a new stabilization and post-functionalization approach of molecular systems at the surface of p and n-type mesoporous semiconductors (p-SC; NiO and n-SC; TiO2) in order to elaborate Dye-Sensitized Solar Cells (DSSCs) and improve their performance. Toward this objective, we have synthesized a functionalized diketopyrrollopyrrole (DPP) dyes which were then subjected to thermal crosslinking via the Huisgen click reaction in the presence of a non-functional crosslinking agent after their surface chemisorption on SC. The cells obtained exhibit greater stability than uncrosslinked cells, while conserving their initial photovoltaic properties and without the crosslinking process having a negative effect on the charge transfer dynamics within these cells. Furthermore, a naphthalene diimide (NDI) was introduced as an electron acceptor, via the same strategy, on a sensitized photocathode. The study of photo-physical properties coupled with photovoltaic measurements showed that the transfer of electrons through triazole is efficient. Finally, we have extended this concept of molecular engineering to a method that allows the assembly of a three-component system for the manufacture of more complex devices. |
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| Variantes de titre : | Synthesis of molecular materials for the design of photoelectrocatalytic solar cells |
| Notes : | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules et Matériaux (Le Mans) Partenaire(s) de recherche : Chimie Et Interdisciplinarité : Synthèse, Analyse, Modélisation (Nantes) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Lionel Hirsch (Président du jury) ; Renaud Demadrille, Fabrice Goubard (Rapporteur(s)) |
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