30.7.2020

Tohtorinväitös fysikaalisen kemian alalta

MSc Muhammad Talha Masoodin väitöskirja fysikaalisen kemian alalta esitetään julkisesti tarkastettavaksi Åbo Akademin luonnontieteiden ja tekniikan tiedekunnassa torstaina 6.8.2020.

Väitöskirjan otsikkona on Solution-Processable Compact and Mesoporous Titanium Dioxide Thin Films as Electron-Selective Layers for Perovskite Solar Cells.

Perovskiittiaurinkokennot ovat lupaava edullisen sähkön tuotantomenetelmä, jolla voidaan vastata tulevaisuuden energiantarpeeseen. Tyypillinen perovskiittiaurinkokenno koostuu organometallisesta perovskiittimateriaalista, joka tuottaa elektroneja (negatiivinen varaus) ja aukkoja (positiivinen varaus) altistuessaan auringonvalolle. Nämä varaukset erotetaan perovskiitista aukoille selektiivisen kerroksen ja vastaavasti elektroneille selektiivisen kerroksen avulla. Tämän vuoksi perovskiitti on sijoitettu näiden kerrosten väliin. Varaukset kuljetetaan tämän jälkeen ulkoiselle virtapiirille sähkövirtana. Viat selektiivisissä kontaktimateriaaleissa johtavat usein aurinkokennon puutteelliseen toimintakykyyn, kun ne eivät kykene siirtämään varauksia tehokkaasti perovskiitista. Tässä työssä tutkittiin titaanidioksidia (TiO₂) elektroniselektiivisenä kontaktina perovskiittiaurinkokennossa.

Ensimmäisessä tutkimuksessa TiO₂-kerroksen paksuus optimoitiin puutteiden eliminoimiseksi ja siten aurinkokennon hyötysuhteen parantamiseksi. Toisessa tutkimuksessa TiO₂-kerros altistettiin joko UV-valolle tai plasmakäsittelylle. UV-käsiteltyä TiO₂-materiaalia sisältävät aurinkokennot toimivat paremmin kuin käsittelemättömät aurinkokennot. Plasmakäsittely puolestaan heikensi aurinkokennon toimintakykyä huomattavasti. Kolmannessa tutkimuksessa TiO₂-kerros valmistettiin niin, että materiaalin rakenne oli huokoinen. Noin 15 nm kokoiset ”huokosreiät” mallinsivat rakennevirheitä kompaktissa TiO₂-kerroksessa. Huokoista materiaalia sisältävien aurinkokennojen hyötysuhteissa ei – vastoin odotuksia – havaittu suuria eroja. Rakennevirheet alkoivat kuitenkin vaikuttaa aurinkokennon toimintakykyyn TiO₂-kerroksen huomattavan ohenemisen myötä.

Tämän työn tärkeitä päätelmiä ovat se, että TiO₂-kerros sisältää usein haitallisia huokosreikiä, erityisesti jos alla olevan substraatin karheusaste on korkea, ja että aurinkokennojen tuotantoparametrit on tarkistettava toistettavuusongelmien välttämiseksi.

Muhammad Talha Masood väittelee tohtoriksi Åbo Akademissa torstaina 6. elokuuta 2020 klo 13. Vastaväittäjänä toimii professori Kati Miettunen, Turun yliopisto, ja kustoksena dosentti Jan-Henrik Smått, Åbo Akademi.

Vallitsevien olosuhteiden vuoksi väitöstilaisuutta ei voi seurata paikan päällä, sen sijaan sitä on mahdollista seurata etänä seuraavan linkin kautta: https://aboakademi.zoom.us/j/61348656330?pwd=NCtoVzFzZHg5Y2cxbklpbGxldXMwZz09. (Käytännön ohjeet alla.)

Muhammad Talha Masood on syntynyt 22.8.1985 Lahoressa, Pakistanissa. Hän suoritti ylioppilastutkinnon 2005 Alta Vista College -lukiossa, Islamabadissa, Pakistanissa, ja BSc-tutkinnon 2009 Ghulam Ishaq Khan Institute of Engineering Sciences & Technology (GIKI) -yliopistossa, Topissa, Pakistanissa, sekä Msc-tutkinnon 2012 Kuninkaallisessa teknillisessä korkeakoulussa, Tukholmassa, Ruotsissa.

Muhammad Talha Masood on tavoitettavissa puhelimitse numerosta 041 364 4299 ja sähköpostitse osoitteesta muhammad.masood@abo.fi.

Klikkaamalla kuvaa saat ladattua painokelpoisen kuvan väittelijästä.
Kuva on tiedotusvälineiden vapaasti käytettävissä.

Käytännön ohjeet tohtorinväitöstilaisuuden seuraamiseksi etänä

Jotta voisit seurata tohtorinväitöstilaisuutta etänä, tarvitset ohjelman nimeltä Zoom tai Google Chrome -selaimen. Sinun ei tarvitse luoda Zoom-tiliä voidaksesi seurata väitöstilaisuutta. Jos asennat Zoom-sovelluksen tulee sinun napauttaa tapahtuman yllä olevaa linkkiä ja hyväksyä, että Zoom avaa linkin.

Väitöstilaisuuden aikana yleisön tulee varmistaa, että oman laitteen mikrofoni on mykistettynä ja että kamera ei ole päällä.

Tilaisuuden lopussa yleisö saa mahdollisuuden esittää kysymyksiä. Jos sinulla on kysymys, ilmoita siitä käyttämällä ”Raise Hand” -toimintoa. Valmistaudu etukäteen: varmista, että tietokoneessasi on mikrofoni, tai muotoile kysymys valmiiksi tekstitiedostoon, josta sitten voit kopioda sen Zoomin keskusteluosioon.

Huomioi, että yleisö ei saa esittää mahdollisia teknisiä ongelmia koskevia kysymyksiä.