Väitös teknillisen fysiikan alalta, M.Sc. Maria Malitckaya

M.Sc. Maria Malitckaya väittelee Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulusta. Väitöskirjan nimi on “Improving Cu(In,Ga)Se2 solar cell absorbers based on atomic – level modeling”.

Kalkopyriittiaurinkokennojen hyötysuhteet ovat kasvaneet nopeasti viime vuosina ja tämänhetkinen ennätys on 23,35%. Kehityksen takana on kennojen valoa absorboivan, Cu(GaIn)Se2-yhdisteestä kasvatetun absorbaattorikerroksen käsitteleminen alkalimetalliatomeita sisältävillä aineilla. Tämän väitöskirjatutkimuksen tarkoitus on ollut lisätä ymmärrystä siitä, miten absorbaattimaterian luontaiset pistevirheet ja alkalimetalliepäpuhtaudet vaikuttavat absorbaatin elektronirakenteeseen ja sitä kautta aurinkokennon hyötysuhteeseen. Aiempien kokeellisten mittausten mukaan kevyet alkalimetallit Li ja Na vaikuttavat eri tavalla kuin raskaat alkalimetalliatomit Rb ja Cs: kevyet Li ja Na lähinnä lisäävät Cu(GaIn)Se2:n p-tyyppistä johtavuutta, kennon lähdejännitettä, ja ns. virta-jännite -riippuvuuden täyttökerrointa. Raskaat K, Rb ja Cs parantavat absorbaatin pinnan tasaisuutta mahdollistaen ohuemman tarvittavan materiakerroksen kasvattamisen absorbaatin päälle. Laskennallista fysiikkaa edustavan väitöskirjatyön mukaan nämä hyötysuhdetta kasvattavat ilmiöt johtuvat siitä, että Li ja Na korvaavat Cu(GaIn)Se2:ssa Cu-atomeita toimien elektroniakseptoreina, ja siitä, että Rb:n tai Cs muodostaa In ja Se atomien kanssa absorbaatin pinnalle erkautuvan faasin.

Vastaväittäjä: Prof. Dr. rer. nat. Karsten Albe, Technische Universität Darmstadt, Saksa

Kustos: professori Martti Puska, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, teknillisen fysiikan laitos

Elektroninen väitöskirja: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-60-8617-0