Perovskiittipohjaisen aurinkokennon valmistaminen käyttäen ultraäänisumutusta ja ominaisuuksien tutkiminen
Mattila, Esa-Pekka (2017-05-09)
Perovskiittipohjaisen aurinkokennon valmistaminen käyttäen ultraäänisumutusta ja ominaisuuksien tutkiminen
Mattila, Esa-Pekka
(09.05.2017)
Tätä artikkelia/julkaisua ei ole tallennettu UTUPubiin. Julkaisun tiedoissa voi kuitenkin olla linkki toisaalle tallennettuun artikkeliin / julkaisuun.
Turun yliopisto
Kuvaus
Siirretty Doriasta
Tiivistelmä
Perovskiitit ovat laaja joukko erilaisia yhdisteitä, joiden kiderakenne muistuttaa CaTiO3:n kiderakennetta. Perovskiiteillä on lukuisia kiinnostavia ominaisuuksia kuten esimerkiksi suprajohtavuus.
Tällä hetkellä tutkitaan paljon hybridiperovskiittejä eli materiaaleja, joissa yhdistyvät orgaaninen ja epäorgaaninen komponentti. Hybridiperovskiitit ovat osoittautuneet lupaaviksi materiaaleiksi uudenlaisissa aurinkokennoissa, joissa ne toimivat valoaktiivisina aineina, jotka mahdollistavat sähkövirran syntymisen. Perovskiittiaurinkokennoja onkin tutkittu viime vuosina paljon ja niiden kehitys on ollut erittäin nopeaa verrattuna muihin aurinkokennotyyppeihin.
Kokeellisen osion tavoitteena oli valmistaa perovskiittipohjainen aurinkokenno ja tutkia sen ominaisuuksia. Perovskiittikerroksen ja huokoisen titaanidioksidikerroksen valmistuksessa hyödynnettiin ultraäänisumutusta ja huokoiseen titaanidioksidikerrokseen käytettiin titaanidioksidinanonauhoja, joita ei aikaisemmin ole testattu aurinkokennoissa. Lisäksi työssä tutkittiin aurinkokennon eri kerrosten paksuuksien vaikutusta aurinkokennon toimintaan sekä tehtiin kerrospaksuuksien optimointia. Työssä saatiin valmistettua perovskiittipohjainen aurinkokenno, joka antoi selvät ja nopeat valovasteet testatuilla aallonpituuksilla, vaikkakaan sen toiminta ei ollut aivan toivotunlaista ja valmistettu kenno toimi lähinnä valodetektorina. Jatkossa tulisi optimoida lisää eri valmistusvaiheita, jotta saataisiin valmistettua sähköä tuottava aurinkokenno.
Tällä hetkellä tutkitaan paljon hybridiperovskiittejä eli materiaaleja, joissa yhdistyvät orgaaninen ja epäorgaaninen komponentti. Hybridiperovskiitit ovat osoittautuneet lupaaviksi materiaaleiksi uudenlaisissa aurinkokennoissa, joissa ne toimivat valoaktiivisina aineina, jotka mahdollistavat sähkövirran syntymisen. Perovskiittiaurinkokennoja onkin tutkittu viime vuosina paljon ja niiden kehitys on ollut erittäin nopeaa verrattuna muihin aurinkokennotyyppeihin.
Kokeellisen osion tavoitteena oli valmistaa perovskiittipohjainen aurinkokenno ja tutkia sen ominaisuuksia. Perovskiittikerroksen ja huokoisen titaanidioksidikerroksen valmistuksessa hyödynnettiin ultraäänisumutusta ja huokoiseen titaanidioksidikerrokseen käytettiin titaanidioksidinanonauhoja, joita ei aikaisemmin ole testattu aurinkokennoissa. Lisäksi työssä tutkittiin aurinkokennon eri kerrosten paksuuksien vaikutusta aurinkokennon toimintaan sekä tehtiin kerrospaksuuksien optimointia. Työssä saatiin valmistettua perovskiittipohjainen aurinkokenno, joka antoi selvät ja nopeat valovasteet testatuilla aallonpituuksilla, vaikkakaan sen toiminta ei ollut aivan toivotunlaista ja valmistettu kenno toimi lähinnä valodetektorina. Jatkossa tulisi optimoida lisää eri valmistusvaiheita, jotta saataisiin valmistettua sähköä tuottava aurinkokenno.