Recombination of Injected and Photogenerated Charge Carriers in Photovoltaic Blends and Devices

Organiska, eller plast, solceller har möjligheten att kunna tillverkas billigt på böjbara plastfilmer. Med tanke på dessa egenskaper kan organiska solceller användas i specialiserade tillämpningar såsom på kläder och väskor etc. Verkningsgraden för organiska solceller har stadigt ökat under de senaste åren och börjar nu närma sig verkningsgraden för kiselsolceller. En stor nackdel med organiska solceller är deras stabilitet. För att kunna tillverka solceller med högre verkningsgrad och stabilitet behövs en grundlig förståelse av de fysikaliska processer som pågår i organiska material som används i solceller.
En viktig förlustprocess i solceller är rekombination av laddningsbärare. I denna process försvinner laddningsbärarna t.ex. genom att kollidera med andra laddningar. Det är viktigt att kunna klargöra hur många laddningsbärare som försvinner genom rekombination och vilken typ av rekombination som dominerar i organiska material.
I denna avhandling har två olika mätmetoder utnyttjats för att klargöra rekombinationen i organiska material och solceller. I detta arbete visas hur man använder dessa mätmetoder för att erhålla rekombinationen i material med en känd typ av rekombination och används sedan för att visa vilken sort av rekombination dominerar i flera andra organiska material och solceller.
Resultaten i denna avhandling är av nytta i framtiden för att kunna klargöra rekombinationen i organiska material som ger information om hur man kan designa nya material för att göra effektivare organiska solceller.

------------------------------------

Orgaaniset, tai muoviset, auringonkennot voidaan valmistella halvasti joustavalla muovikalvoilla. Ottaen huomioon nämä ominaisuudet, orgaanisia auringonkennoja voidaan käyttää erikoistuneissa sovelluksissa, kuten vaatteissa tai laukkuissa jne. Orgaanisten auringonkennojen tehokkuusaste on kasvanut tasaisesti viime vuosina ja alkaa nyt lähestyä pii-auringonkennojen tehokkuutta. Orgaanisten aurinkokennojen suuri haitta on niiden vakaus. Jotta aurinkokennoja tuotettaisiin suuremmalla tehokkuudella ja vakaudella, tarvitaan aurinkokennoissa käytettävien orgaanisten materiaalien perusteellista ymmärrystä.
Tärkeä häviöprosessi auringonkennoissa on varauksien rekombinaatio. Tässä prosessissa varaukset katoavat esim. törmäämällä muihin varauksiin. On tärkeä pystyä selvittämään, kuinka monta varauksia menetetään rekombinaatiolla ja minkä tyyppinen rekombinaation hallitsee orgaanisissa materiaaleissa.
Tässä väitöskirjassa on käytetty kahta erilaista mittausmenetelmää rekombinaation selvittämiseksi orgaanisissa materiaaleissa ja aurinkokennoissa. Tämä työ näyttää, kuinka näitä mittausmenetelmiä käytetään rekombinaation selventämisessä materiaaleissa, joilla on tunnettua rekombinaatiotyyppiä ja jota käytetään sitten osoittamaan millainen rekombinaatio hallitsee muissa orgaanisissa materiaaleissa ja aurinkokennoissa.
Tämän väitöskirjan tulokset ovat hyödyllisiä tulevaisuudessa selkeyttämään rekombinaatiota orgaanisissa materiaaleissa, jotka tarjoavat tietoa uusien materiaalien suunnittelusta tehostamaan orgaanisien aurinkokennojen tehokkuus.