Note ABES Unveiling the structure and dynamics of treated methyl-ammonium lead iodide : insights from scattering and magnetic resonance techniques Etude des traitements post-synthétiques sur la structure et la dynamique de l’iodure de plomb méthylammonium Énergie Photovoltaïque Pérovskite hybride Diffraction Rmn Méthylammonium Iodure de plomb Energy Photovoltaic Perovskite Pérovskites Stabilité Photopiles Matériaux Rayons X -- Diffraction Spectroscopie de la résonance magnétique nucléaire Neutrons -- Diffusion Recuit des cristaux Structure cristalline (solides) Cette thèse de doctorat étudie la structure et la dynamique de l'iodure de plomb méthylammonium (MAPI), une pérovskite hybride utilisée comme matériau photovoltaïque, en utilisant des techniques avancées de diffraction et de résonance magnétique. Le MAPI présente un potentiel important pour l'énergie photovoltaïque en raison de son rendement élevé et de son faible coût de fabrication. Cependant, l'instabilité du matériau en présence d'humidité et de chaleur constitue un défi majeur pour son utilisation commerciale.Les recherches menées au cours de cette thèse ont porté sur les effets de divers traitements post-synthétiques, notamment le recuit sous vide et en présence d'iode, sur l'intégrité structurale et les transitions de phase du MAPI. En combinant des techniques, telles que la diffraction des rayons X (XRD), la diffusion quasi-élastique des neutrons (QENS) et la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN), nous avons sondé la dynamique du cation méthylammonium dans le réseau pérovskite et la stabilité des phases cristallines formées à différentes températures. De plus, ces techniques de caractérisation ont révélé la formation d'impuretés au cours des traitements post-synthétiques. Ces travaux démontrent que le recuit modifie la stabilité des phases cristallines de MAPI, apportant ainsi des connaissances précieuses pour le développement de cellules solaires à base de cette pérovskite hybride. This doctoral thesis investigates the structure and dynamics of methyl-ammonium lead iodide (MAPI), a widely studied hybrid perovskite material, using advanced scattering and magnetic resonance techniques. MAPI holds significant potential in the field of photovoltaic technology due to its high power conversion efficiencies and low-cost fabrication processes. However, the material's instability under environmental conditions, such as moisture and heat, presents a major challenge for its commercial viability.The work focuses on the effects of various post-synthetic treatments, including vacuum and iodine annealing, on the structural integrity and phase transitions of MAPI. Employing techniques such as X-ray diffraction (XRD), quasi-elastic neutron scattering (QENS), and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, the study elucidates the dynamic behaviour of the methyl-ammonium cation within the perovskite lattice, revealing critical insights into cation motion and phase stability under different conditions. Furthermore, the thesis addresses the formation of impurity phases, during the optimisation of post-synthetic treatments. By refining annealing parameters, this work demonstrates altered stability and structural coherence in MAPI, contributing valuable knowledge to the ongoing development of perovskite-based solar cells. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 30658035 https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDSMRE/2024/2024ULILR073.pdf https://theses.hal.science/tel-05044383 https://theses.fr/2024ULILR073/abes https://theses.hal.science/tel-05044383 https://theses.hal.science/tel-05044383 https://theses.hal.science/tel-05044383 Dawber Jessica Mariah Dawber 1997-08-23 GB 284462349 https://theses.fr/2024ULILR073 2024ULILR073 https://doi.org/10.70675/a03f035dzf63fz4affzaf5bz179a3a1401e4 2024-12-11 Chimie des matériaux Université de Lille (2022-....) 259265152 University of Kent (Canterbury, Royaume-Uni) MADS_ETABLISSEMENT_DE_COTUTELLE_1 026431920 Doctorat Docteur es non oui Lafon Olivier MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 110020189 Green Mark MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 284460257 Sauvage Frédéric MADS_PRESIDENT_DU_JURY 117728500 Sauvage Frédéric MADS_RAPPORTEUR_1 117728500 Johnston Karen MADS_RAPPORTEUR_2 284461571 École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 148937330 UCCS - Unité de Catalyse et Chimie du Solide MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 3209 161608809 University of Kent (Canterbury, Royaume-Uni) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_2 026431920 Johnson, Matthey and Company (London) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_3 256322368 ddc:540 University of Kent (Canterbury, Royaume-Uni) Lafon Olivier Green Mark Sauvage Frédéric Sauvage Frédéric Johnston Karen École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) UCCS - Unité de Catalyse et Chimie du Solide University of Kent (Canterbury, Royaume-Uni) Johnson, Matthey and Company (London) PDF 30658035