Pii on aurinkokennoteollisuuden pääasiallinen materiaali, mutta sen rajoitukset edellyttävät uusien aurinkokennomateriaalien tutkimista lisäparannuksien saavuttamiseksi. Georgi Popovin väitöskirjan kirjallisuusosa tutustuttaa halidiperovskiitteihin.
Halidiperovskiitit ovat uusi, lupaava materiaaliryhmä, jolla on paljon potentiaalia tulevaisuuden tandemaurinkokennoja ja joustavia aurinkokennoja ajatellen. Väitöskirjassa perovskiittitutkimuksen nykytilaa tarkastellaan perusteellisesti perehtymällä perovskiittien perusominaisuuksiin ja sovelluksiin. Edistymistä tärkeiden haasteiden, kuten myrkyllisyyden, vakauden ja skaalautuvuuden, ratkaisemisessa käsitellään laajasti.
Väitöskirjan kokeellinen osa esittelee uusia kasvatusmenetelmiä perovskiitti- ja apumateriaaliohutkalvoille, tarjoten uusia mahdollisuuksia skaalattavuuteen ja käytännön toteutukseen.
Aurinkokennojen globaali tuotantokapasiteetti jatkaa kasvuaan, ja tutkijat ja teollisuus ovatkin sijoittaneet merkittäviä resursseja aurinkokennojen tehokkuuden parantamiseen ja kustannusten alentamiseen.
– Pii pystyy hyödyntämään vain rajoitetun osan auringon spektristä. Hyötysuhteeltaan tehokkaampia aurinkokennoja voidaan valmistaa yhdistämällä kennoihin toinen materiaali, joka hyödyntää muita osia auringon spektristä, sanoo Popov.
– Halidiperovskiitteja on helppo valmistaa laboratoriossa ja pienellä investoinnilla tuottaa prototyyppejä, mutta kun prosesseja yritetään siirtää teollisuuteen niin asiat mutkistuvat. Meidän tutkimuksemme tavoitteena on kehittää menetelmiä, joiden avulla nämä materiaalit soveltuvat teollisuuden käyttöön, hän jatkaa.
Georgi Popov kokeili jo gradussaan atomikerroskasvatuksen soveltuvuutta halidiperovskiittien tekemiseen, vaikka epäilijöitä riitti.
– Nyt tämä uusi tutkimushaara on levinnyt ja sitä kehitetään useissa tutkimuslaboratorioissa ympäri maailmaa, toteaa Popov, joka jatkaa väitöskirjan jälkeenkin tämän ”lapsensa” parissa. Aiheesta on julkaistu myös aivan viime aikoina uusia tieteellisiä artikkeleita, jotka eivät ehtineet väitöskirjaan, katso viimeisimmät julkaisut tutkimusportaalista.
M.Sc. Georgi Popov väittelee 13.10.2023 kello 12.15 Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Thin Film Deposition Processes for Halide Perovskites". Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Exactum, auditorium CK112, Pietari Kalmin katu 5.
Vastaväittäjänä on Professor Henrik Pedersen, Linköping University, ja kustoksena on Mikko Ritala.
Väitöskirja julkaistaan sarjassa Dissertationes Universitatis Helsingiensis. Väitöskirja on myös elektroninen julkaisu ja luettavissa Heldassa.
Lue lisää
HelsinkiALD -tutkimusryhmän verkkosivut
Georgi Popovin väitöskirja Heldasa: Thin Film Deposition Processes for Halide Perovskites 2023