Photochemical Modeling of the Formation of Conduction Electrons at a Heterojunction in an Organic Solar Cell

Résumé : L'incertitude entourant la production du pétrole et la pollution associée aux fossiles combustibles ainsi que la série d'accidents bien connus de Three Mile Island, Tchernobyl et Fukushima, en plus que le désir de diversifier les sources d'énergie sont des facteurs importants qui favorisent le développement de la technologie des cellules photovoltaïques. Certaines applications de photovoltaïques organiques sont particulièrement intéressantes à cause de la possibilité d'impréssion des circuits et la création de cellules photovoltaïques flexibles sous la forme d'un ruban adhésif. À la suite des études fondamentales de Tang, que l'on appelle hétérojonction en volume (BHJ), des cellules photovoltaïques ont été créées par une séparation de phase du polymère. Certains appareils BHJ sont déjà disponibles dans le commerce, mais leur efficacité photovoltaïque est encore faible. Afin d'améliorer cette efficacité, nous proposons de modéliser le processus critique par lequel une excitation locale ( « un exciton ») se dissocie pour former une paire électron / trou conducteur. Contrairement à la majorité des physiciens specialiste dans l'état solide impliqués dans l'étude de ce problème qui semble ignorer le caractère non-Born-Oppenheimer typique de cet événement, nous prévoyons de traiter cet événement directement par la modélisation photochimique utilisant la dynamique semiclassique (saut de suface de Tully) avec laquelle nous avons déjà une certaine expérience. Comme l'objectif est la compréhension des systèmes très complexes, nous proposons des calculs exploratoires basées sur la méthode TD-DFTB, une version semiempirique de la théorie de la fonctionnelle de densité en fonction du temps (TD-DFT) pour lequel un de nous est bien connu pour son travail pionnier. L'étude sera menée en collaboration avec le groupe ORGAVOLT des développeurs de méthodes ab initio pour la modélisation des BHJs, et avec des groupes à Singapour intéressés par les BHJs, ainsi qu'avec des groupes en Allemagne spécialisés dans la DFTB.
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Thèse
Theoretical and/or physical chemistry. Université Grenoble Alpes, 2017. English. 〈NNT : 2017GREAV091〉
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Contributeur : Abes Star <>
Soumis le : jeudi 19 juillet 2018 - 14:30:07
Dernière modification le : mardi 27 novembre 2018 - 16:42:02
Document(s) archivé(s) le : samedi 20 octobre 2018 - 15:31:31

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Ala Aldin M Hani Mahmood Darghouth. Photochemical Modeling of the Formation of Conduction Electrons at a Heterojunction in an Organic Solar Cell. Theoretical and/or physical chemistry. Université Grenoble Alpes, 2017. English. 〈NNT : 2017GREAV091〉. 〈tel-01844536〉

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