• Langue : Anglais
• Discipline : Chimie théorique, physique, analytique
• Identifiant : 2025ULILR001
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 28/02/2025

Résumé en langue originale

Cette thèse traite des éléments clés des cellules solaires sensibilisées par colorant (DSSCs), en mettant l'accent sur l'intégration de la spectroscopie d'absorption transitoire (TAS) comme un outil analytique essentiel. Le travail débute par une étude des propriétés photophysiques du colorant D205 dans des systèmes de solvants mixtes, clarifiant l'impact de la composition des mélanges de solvants sur les dynamiques d'absorption, d'émission et de relaxation. Les résultats montrent que le comportement du D205 dans des liquides ioniques est très similaire à celui observé dans des solvants organiques, offrant des informations précieuses sur l'influence des environnements de solvants sur les performances des DSSCs.Cette recherche contribue de manière significative au développement d'un programme Python pour l'analyse des données d'absorption transitoire femtoseconde. Cet outil permet de résoudre des problèmes tels que la correction de la dispersion de la vitesse de groupe et offre une structure efficace pour analyser les phénomènes photophysiques ultrarapides. Le logiciel a été utilisé avec succès pour évaluer la dynamique moléculaire du D205 dans divers solvants, établissant un lien entre les études en phase solution et les performances des dispositifs.La recherche évalue également les performances des cellules solaires sensibilisées par colorant (DSSCs) fabriquées avec des systèmes de colorants innovants, tels que les dérivés de SubPc et VG20-TBPF. En utilisant la technique de fabrication conventionnelle, les cellules basées sur le VG20-TBPF ont démontré des performances photovoltaïques stables, avec des améliorations d'efficacité résultant de l'ajout de CDCA. Une nouvelle technique de fabrication utilisant des couches de semi-conducteurs plus minces et des méthodes alternatives de dépôt de colorants a été explorée, conduisant à la production de cellules hautement transparentes.En résumé, ces résultats illustrent l'application de la TAS pour établir un lien entre les études photophysiques au niveau moléculaire et les performances des dispositifs, contribuant ainsi à l'amélioration des DSSCs en tant que technologie solaire durable, efficace et adaptable. Cette étude pose les bases de recherches futures visant à développer des cellules solaires sensibilisées par colorant (DSSCs) pour diverses applications, soulignant l'importance d'un équilibre entre efficacité, transparence et fonctionnalité dans les technologies photovoltaïques.

Résumé traduit

This thesis covers critical elements of dye-sensitized solar cells (DSSCs), emphasizing the incorporation of transient absorption spectroscopy (TAS) as an important analytical instrument. The work opens with an examination of the photophysical properties of the D205 dye in mixed solvent systems, clarifying the impact of solvent mixture composition on absorption, emission, and relaxation dynamics. The results indicated that D205's activity in ionic liquids closely parallels its behavior in organic solvents, offering significant insights into the influence of solvent environments on DSSC performance.The present research significantly contributes by developing Python-based TAS program for the analysis of femtosecond transient absorption data. This tool handles issues like group velocity dispersion correction and offers an effective structure for analyzing ultrafast photophysical phenomena. This software effectively evaluated the molecular dynamics of D205 in various solvents, connecting solution-phase investigations with device-level performance.The research also evaluates the performance of dye-sensitized solar cells (DSSCs) built with innovative dye systems, such as SubPc derivatives and VG20-TBPF. Employing the conventional fabrication technique, VG20-TBPF-based cells demonstrated stable photovoltaic performance, with efficiency enhancements resulting from the incorporation of CDCA. A novel fabrication technique using thinner semiconductor layers and different dye deposition methods was investigated, resulting in highly transparent cells.Collectively, these findings illustrate the application of TAS in linking molecular level photophysical investigations to device performance, hence improving DSSCs as a sustainable, efficient, and adaptable solar technology. This study establishes a foundation for subsequent research aimed at developing dye-sensitized solar cells (DSSCs) for diverse applications, highlighting the significance of balancing efficiency, transparency, and functionality in photovoltaic technology.