Doctorat en Chimie Moléculaire (H/F): Synthèse et étude de colorants proche-infrarouges biosourcés pour

Sujet de thèse :
Au regard des changements climatiques inéluctables, la production d’énergie à partir de ressources durables et renouvelables est l’enjeu majeur des décennies à venir. Une quantité d’énergie conséquente est reçue par la planète via le rayonnement solaire qui constitue une ressource naturelle quasi-infinie. Ces radiations peuvent être converties en électricité par des dispositifs photovoltaïques. Actuellement, la majorité des dispositifs basés sur les cellules solaires à colorants (DSSC) ou le photovoltaïque organique captent principalement la lumière de la gamme visible, tandis qu’une part non-négligeable de radiations solaires se trouve dans le proche-infrarouge (PIR). Ce programme de recherche s’inscrit dans un domaine en rupture qui est celui des cellules photovoltaïques sélectifs du domaine PIR. Une technologie photovoltaïque efficace dans le PIR permettrait d’élaborer des panneaux solaires incolores et transparents pouvant être intégrés dans des vitrages des bâtiments, des véhicules, des serres et les dispositifs portables autonomes [1]. Pour cette application, les DSSCs figurent parmi les dispositifs les plus prometteurs, car ils sont simples à mettre en œuvre tout en offrant une production d’électricité compétitive sur le long terme [2]. Dans ce contexte, l’objectif est de développer des photosensibilisateurs sélectifs du PIR à partir de précurseurs biosourcés.

Le projet, financé conjointement par le CNRS et l’université de São Paulo, capitalise sur nos expertises et nos résultats récents dans les domaines des colorants PIR et des DSSCs incolores [3,4]. Concrètement, il vise à concevoir des colorants organiques apparentés aux colorants polyméthines absorbant intensément et spécifiquement dans la région du PIR[4], pour l’élaboration de cellules solaires transparentes. Ce projet de recherche est interdisciplinaire et constitue un réel défi : le/la candidat/e au doctorat développera la synthèse et la purification de colorants organiques biosourcés innovants, étudiera leurs propriétés photophysiques et électrochimiques, et les intégrera dans une nouvelle génération de cellules solaires transparentes développées au laboratoire CEISAM.

Références :
[1] C. J. Traverse, R. Pandey, M. C. Barr, R. R. Lunt, Nat. Energy, 2017, 2, 849.
[2] (a) W. Naim, V. Novelli, I. Nikolinakos, N. Barbero, I. Dzeba, F. Grifoni, Y. Ren, T. Alnasser, A. Velardo, R. Borrelli, S. Haacke, S. M. Zakeeruddin, M. Graetzel, C. Barolo, F. Sauvage, JACS Au, 2021, 1, 409 ; (b) F. Grifoni, M. Bonomo, W. Naim, N. Barbero, T. Alnasser, I. Dzeba, M. Giordano, A. Tsaturyan, M. Urbani, T. Torres, C. Barolo, F. Sauvage, Adv. Energy Mater., 2021, 11, 2101598.
[3] Exemple de DSSC incolore transparente élaborarée au CEISAM : (a) T. Baron, W. Naim, I. Nikolinakos, B. Andrin, Y. Pellegrin, D. Jacquemin, S. Haacke, F. Sauvage and F. Odobel, Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, e202207459 ; (b) T. Baron; W. Naim; M. Kuruc
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