Offre de thèse
LUE - Cellules solaires de nouvelle génération à base de métaux abondants (EarthSC)
Date limite de candidature
12-05-2024
Date de début de contrat
01-10-2024
Directeur de thèse
GROS Philippe
Encadrement
meeting hebdomadaire rapport mensuel Présentations en séminaires devant le laboratoire
Type de contrat
école doctorale
équipe
InCoMecontexte
Répondre à la demande croissante d'énergie dans le monde tout en réduisant l'impact sur l'environnement est un défi social et technologique crucial. Dans ce contexte, ce projet permettra d'accéder à des cellules solaires efficaces, fonctionnant avec des sensibilisateurs basés sur des métaux abondants et respectueux de l'environnement. La nature interdisciplinaire de notre approche, combinant la synthèse chimique, la photophysique, la modélisation numérique et la conception de dispositifs solaires, sera non seulement cruciale en termes de compréhension et de conception, mais aussi un facteur d'accélération de la découverte de nouvelles espèces photoactives. Plus généralement, ce projet fournira à la communauté de nouveaux objets moléculaires respectueux de l'environnement, avec des durées de vie accrues à l'état excité et une forte capacité à capter le rayonnement solaire, ce qui permet d'obtenir de l'énergie photovoltaïque et peut être appliqué plus généralement à d'autres dispositifs impliquant un transfert d'électrons photoinduit, comme la photoproduction d'hydrogène.spécialité
Chimielaboratoire
L2CM - Laboratoire Lorraine de Chimie Moléculaire
Mots clés
Conversion de l'énergie solaire, complexes de métaux photoactifs
Détail de l'offre
L'objectif du projet est le développement de complexes à base de métaux abondants réagissant à la lumière et leur utilisation dans les DSSC (cellules solaires à colorant). Plusieurs complexes de métaux nobles (Ru, Ir, Pt) ont longtemps été considérés comme des leaders en raison de leurs propriétés photophysiques et géométriques idéales, avec des valeurs d'efficacité (PCE) de l'ordre de 9 à 11 %. Malgré ces propriétés photophysiques idéales, le ruthénium est un métal rare, toxique et cher, ce qui limite le développement industriel des cellules dans le monde réel. Par conséquent, l'objectif principal de notre projet est de remplacer ces métaux coûteux par des métaux bon marché et bénins pour l'environnement, dans le but de développer des dispositifs efficaces à faible coût et des processus industriels préservant les ressources.
Keywords
Solar energy conversion, Photoactive metal complexes
Subject details
The aim of the project is the development of abundant metal-based light-responsive complexes and their use in DSSCs (Dye-sensitized Solar Cells). Several noble metal complexes (Ru, Ir, Pt) have long been considered as lead compounds due to their ideal photophysical and geometrical properties with power conversion efficiency (PCE) values in the 9-11 % range. Despite these ideal photophysical properties, ruthenium is a scarce metal, toxic and expensive and limits the real-world industrial development of the cells. In consequence, the main goal of our project is the replacement of such expensive metals by cheap and environmentally benign metals in the search for developing low-cost efficient devices, and resource-preserving industrial processes.
Profil du candidat
Le candidat doit avoir une excellente expérience de la synthèse organique/organométallique et des techniques de caractérisation connexes (par exemple UV-Vis, fluorescence). Une expérience dans un environnement international ainsi qu'un bon niveau d'anglais seront appréciés. Le candidat doit être ouvert d'esprit et disposé à travailler dans un environnement multidisciplinaire et international.
Candidate profile
The candidate should have an excellent background in organic/organometallic synthesis and related characterization techniques (e.g. UV-Vis, fluorescence). An experience in an international environment as well as a good English level will be appreciated. The candidate must be open-minded and willing to work in a multidisciplinary and international environment.
Référence biblio
[1] Pastore, M.; Duchanois, T.; Liu, L.; Monari, A.; Assfeld, X.; Haacke, S. & Gros, P. C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 28069-28081 (10.1039/C6CP05535D)
[2] Reddy Marri, A.; Marchini, E.; Diez Cabanes, V.; Argazzi, R.; Pastore, M.; Caramori, S.; Gros, P.C. J. Mater. Chem. A, 2021, 9, 3540-3554. (10.1039/D0TA10841C).
[3] Reddy Marri, A.; Marchini, E.; Diez Cabanes, V.; Argazzi, R.; Pastore, M.; Caramori, S.; Gros, P.C. Chem. Sci., 2023, 14, 4288 – 4301 (10.1039/D2SC05971A).
[4] Pastore, M.; Caramori, S.; Gros, P.C. Acc. Chem. Res. 2024 (10.1021/acs.accounts.3c00613)