• Langue : Anglais
• Discipline : Chimie des matériaux
• Identifiant : 2024ULILR073
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 11/12/2024

Résumé en langue originale

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.

Résumé traduit

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.