11.6.2018

PRESSMEDDELANDE
11.6.2018
Åbo Akademi
Disputation

Doktorsavhandling om högre verkningsgrad för organiska solceller

FM Oskar Sandbergs doktorsavhandling i fysik framläggs till offentlig granskning måndag 18.6.2018 vid fakulteten för naturvetenskaper och teknik vid Åbo Akademi.

Avhandlingen heter Charge collection in thin-film devices based on low-mobility semiconductors: Theory, simulation, and applications to organic solar cells.

Solceller baserade på tunna filmer av organiska halvledare är ett attraktivt alternativ för framtida energiteknologier, med potential för miljövänlig och hållbar energiproduktion. Organiska solceller har dock i dagsläget en låg verkningsgrad. För att kunna öka på verkningsgraden är det viktigt att förstå den underliggande fysiken bakom de begränsande faktorerna.

Organiska solceller är dioder som består av ett tunt ljusabsorberande aktivt lager av organiska halvledare som ligger mellan två ledande elektroder, kopplade till en yttre krets. Strömledningsförmågan i halvledaren bestäms av de elektriska laddningarnas mobilitet inom materialet i fråga. Jämfört med många andra halvledare, är mobiliteterna i organiska halvledare ofta väldigt låga. Under belysning, genereras exciterade laddningar inne i det aktiva lagret. Då dessa laddningar extraheras vid elektroderna, kommer en elektrisk ström att genereras i den yttre kretsen och energi kan utvinnas. Om laddningarna inte extraheras tillräckligt snabbt, kommer dock de exciterade laddningarna och dess energi att gå förlorad. Denna förlustmekanism kallas för rekombination.

I denna avhandling har fysiken bakom laddningsextraktion i tunna diodstrukturer, baserade på halvledare med låga mobiliteter, klargjorts. Denna teori har sedan tillämpats för att bättre förstå laddningsextraktionen i organiska solceller. Förutom förhållandet mellan laddningstransport och rekombination inom det aktiva lagret, är laddningsextraktionen i dessa system också väldigt känslig för bl. a. elektrodernas egenskaper. De teoretiska resultaten möjliggör nya metoder för att urskilja, identifiera och kvantifiera dominerande förlustmekanismer i organiska solceller. Med hjälp av dessa verktyg kan en djupare förståelse av de grundläggande processerna erhållas; denna förståelse är nödvändig för att vidare kunna optimera och öka prestandan i framtidens tunnfilmssolceller.

Oskar Sandberg disputerar måndagen den 18 juni 2018 kl. 12 i auditorium Salin, Axelia, Biskopsgatan 8, Åbo. Opponent är professor Moritz Riede, University of Oxford, Storbritannien och kustos är professor Ronald Österbacka, Åbo Akademi.

Oskar Juhani Sandberg är född 14.10.1986 i Kristinestad. Han avlade studentexamen 2005 vid Kristinestads gymnasium och filosofie magisterexamen i fysik vid Åbo Akademi, 2012.

Oskar Sandberg kan vid behov nås per telefon 0400 526 050 eller e-post oskar.sandberg@abo.fi.

Avhandlingen finns elektroniskt i Doria:
www.doria.fi/handle/10024/158343?locale=lsv

Klicka på bilden för att få fram en tryckduglig version.
Bilden får fritt användas av medierna.

Med vänliga ÅA-hälsningar,
Mia Henriksson
Informatör