Liu, Tao
(2024).
« Electrodeposition of lead halide perovskites » Thèse.
Montréal (Québec), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en chimie.
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Résumé
L'essor des pérovskites aux halogénures de plomb (LHP) a suscité de nombreux intérêts dans les applications photovoltaïques et optoélectroniques en raison de leurs propriétés importantes, telles que la mobilité élevée des porteurs de charge et la longue longueur de diffusion des porteurs. Le rendement de conversion d'énergie (PCE) des cellules solaires à pérovskite s a été grandement améliorée à 25%, ce qui est compétitif par rapport aux records commerciaux du silicium. Un autre avantage des LHP est leur synthèse facile, et diverses techniques peuvent être utilisées pour synthétiser des matériaux pérovskites, notamment le dépôt par centrifugation, le dépôt sous vide/assisté par vapeur, etc. Même si la synthèse des LHP a fait des progrès au cours des 20 dernières années, les inconvénients des techniques ci d essus limitent encore leur mise à l’échelle pour des applications commerciales. Ici, nous avons développé une méthode générale pour synthétiser les LHP de manière simple et susceptible d’être étendue à faible coût. Tout d’abord, dioxyde de plomb (PbO 2 ) a é té électrodéposé et converti en films d’halogénure de plomb (PbX 2 , X = Cl, Br, I) sur un substrat FTO/verre. Deuxièmement, PbX 2 a été plongé dans une solution d’halogénure de méthylammonium (MAX ou CH 3 NH 3 X) et d’halogénure de césium (CsX) pour être converti en MAPbX 3 (CH 3 NH 3 PbX 3 ) et CsPbX 3 , respectivement. Pendant ce temps, PbX 2 a également été plongé dans une solution de CsY (Y = Cl, Br, I) pour former une pérovskite inorganique à halogénures mixtes, CsPb( 3 . L a diffraction des rayons X ( XRD ), la microscopie électronique à balayage (MEB) et la spectroscopie d' absor bance ont utilis é es pour co n firmer la conversion chimique en deux étapes d e PbO 2 en PbX 2 suivie de leur conversion en MAPbX 3 , CsPbX 3 et CsPb(XY) 3 , respectivement. Il a été constaté que MA Pb Br 3 , MAPbCl 3 , CsPbCl 3 et CsPb(ICl) 3 et CsPb(ClBr) 3 étaient form és en phase cubique, MAPbI 3 en phase
tétragonale, CsPbBr 3 CsPbI 3 , CsPb( 3 en phase orthorhombique. Parallèlement , la réponse au photocourant de MAPbX 3 et CsPb(XY) 3 a été déterminée dans une cellule photoélectrochimique à jonction liquide (PEC), et la stabilité électrochimique de CsPbX 3 a également été étudiée et a montré une grande fenêtre de stabilité. En plus de la conversion en deux étapes vers les LHP, une conve rsion en une étape directement du PbO 2 en MAPbX 3 a été réalisée en utilisant les mêmes conditions de conversion, et les films MAPbX 3 obtenus avaient une grande taille de grain. Pendant ce temps, le film MAPbI 3 a montré un photocourant amélioré par rapport à celui synthétisé par conversion en deux étapes, ce qui a fourni une voie plus efficace vers des pérovskites MAPbX 3 de haute qualité. Ce travail étudie la conversion en deux étapes et en une étape du PbO 2 électrodéposé en MAPbX 3 hybride, et présente le premier exemple de transformation chimique du PbO 2 électrodéposé en PbX 2 pour former des pérovskites inorganiques CsPbX 3 et CsPb (XY) 3 à large bande interdite. Les résultats révèlent leur structure cristalline, leur morphologie de film et leurs propriétés optoélectroniques pour le développement de LHP efficaces et à plus grande échelle.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : : électrodéposition, conversion chimique , pérovskites aux halogénures de plomb, pérovskites à halogénures mixtes , cellule photoélectrochimique
| Type: |
Thèse ou essai doctoral accepté
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| Informations complémentaires: |
Fichier numérique reçu et enrichi en format PDF/A. |
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Directeur de thèse: |
Byers, Joshua |
| Mots-clés ou Sujets: |
Pérovskites / Halogénures de plomb / Électrodéposition / Cellules photoélectrochimiques |
| Unité d'appartenance: |
Faculté des sciences > Département de chimie |
| Déposé par: |
Service des bibliothèques
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| Date de dépôt: |
16 janv. 2025 11:43 |
| Dernière modification: |
16 janv. 2025 11:43 |
| Adresse URL : |
http://archipel.uqam.ca/id/eprint/18435 |
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