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

Description du Poste

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. Kurucz; I. Nikolinakos; B. Andrin; Y. Pellegrin; D. Jacquemin; S. Haacke; F. Sauvage; F. Odobel, J. Mater. Chem. A, 2023, 11, 16767
[4] Quelques-uns de nos travaux récents sur les colorants polyméthines : (a) C. Elian, B. Mourot, C. Benbouziyane, J.-P. Malval, S. Lajnef, F. Peyrot, F. Massuyeau, O. Siri, D. Jacquemin, S. Pascal, D.-L. Versace, Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e2023059 ; (b) B. Mourot, V. Mazan, M. Elhabiri, R. Sarkar, D. Jacquemin, O. Siri, S. Pascal, Chem. Sci., 2024, 15, 1248 ; (c) B. Mourot, C. Naim, O. Siri, D. Jacquemin, S. Pascal, Org. Chem. Front. 2025, 12, 5770.


Activités :
Synthèse, purification et caractérisation de molécules
Études électrochimiques et photophysiques
Élaboration et optimisation de cellules solaires
Veille bibliographique
Rédaction de rapports et articles
Rédaction et soutenance d'une thèse de doctorat


Compétences attendues :
La candidate ou le candidat doit être récemment titulaire d'un master ou d'un diplôme d'ingénieur en chimie et avoir une solide expérience en synthèse organique, ainsi qu’une bonne connaissance des techniques de caractérisation spectroscopiques et électrochimiques. Des expériences antérieures dans les domaines des chromophores ou de l'électronique organique seraient très appréciées, mais ne sont pas obligatoires.

Votre Environnement de Travail

Le laboratoire CEISAM fédère les activités de recherche du territoire nantais dans le domaine de la chimie moléculaire. Au sein de l’unité, l’équipe IMF (Ingénierie des Matériaux Fonctionnels) possède tous les équipements nécessaires tant à la conception et la caractérisation de molécules qu’à leur intégration dans des dispositifs solaires. Nantes est une métropole dynamique tournée vers la culture, la gastronomie et faisant figure de précurseur en termes de transition écologique, offrant une qualité de vie unique en France.

Contraintes et risques

Les contraintes de santé et de sécurité sont liées à la manipulation des produits chimiques. Les expériences seront réalisées dans un laboratoire entièrement équipé et fonctionnel.

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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