Procédés photo-induits ultra-rapides dans les complexes nhc de fer (II)
Langue Anglais
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Modalités de diffusion de la thèse :
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Auteur : Domenichini (Domenichini), Edoardo
Date de soutenance : 27-03-2020
Directeur(s) de thèse : Haacke, Stefan
Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
Discipline : Physique
Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie, Sciences de l'ingénieur
Mots-clés libres : Complexes NHC de fer (II), Spectroscopie
Mots-clés :
- Fer -- Composés organiques
- Cellules solaires à colorant
- Optoélectronique
Résumé : Comme le titre l'indique, le sujet de recherche est le fer, en particulier les complexes de fer (II), afin de développer de nouveaux panneaux photovoltaïques basés sur une cellule solaire à colorant (DSSC). Ce dispositif a été développé par Michael Grätzel et Brian O'Regan en 1991 et est basé sur un semi-conducteur (TiO2) dans lequel un colorant est adsorbé. Deux verres conducteurs isolent la cellule et une solution d'électrolyte ferme le circuit et assure la neutralité du dispositif. Le colorant peut être un composé organique ou métallo-organique, mais l’énergie de l’état excité (LUMO) doit être supérieure à la bande de conduction du TiO2. De cette façon, lorsque les colorants sont excités par les photons solaires, les électrons peuvent être injectés dans le semi-conducteur et utilisés dans un circuit externe. Dans le même temps, un nombre équivalent d'électrons revient dans la cellule pour rétablir la neutralité du colorant. Des colorants organométalliques à base de Fe(II) sont étudiés dans le cadre de ma thèse afin d’introduire un métal de base, abondant et relativement peu cher. En effet, Grätzel a utilisé des complexes de Ru dans ses dispositifs. Néanmoins, ce métal est coûteux et toxique. Pour ces raisons, le fer est un bon candidat. Cependant, les complexes de Fe(II) exhibent le plus souvent une transition de spin vers un état de quintuplet ce qui constitue un piège pour les électrons (retournement de spin induit par la lumière, SCO). Lorsque l’intensité du champ cristallin augmente, avec 3 ou 4 carbènes, le piège n’intervient pas (complexes NHC).La synthèse de ces composés est assurée par les collaborateurs à Nancy (groupe Philippe Gros, Université de Lorraine, Nancy) tandis que les simulations sont réalisées en collaboration avec le groupe de Xavier Assfeld (Université de Lorraine, Nancy).La thèse est organisée en 5 sections: I) une introduction à l’état de l’art des complexes de Fe (II), II) une présentation de la théorie de l’expérience pompe-sonde suivie de la configuration et de l’analyse (ajustement à une seule longueur d’onde, analyse et analyse de densité de durée de vie). III), un chapitre est proposé pour les ligands tridentés où, après une introduction des modifications, les expériences d'absorption transitoire sont analysées avec différentes méthodes et commentées. La même organisation est faite pour la section IV où les complexes avec des ligands bidentés sont étudiés. Dans la section V), la conclusion et les perspectives sont suggérées.
Type de contenu : Text
Format : PDF
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2020STRAE006
Type de ressource : Thèse
