Päikeseenergeetika materjalide teaduslabor
TalTechi päikeseenergeetika materjalide teaduslaboris arendatakse anorgaanilisi pooljuhtmaterjale ning tehnoloogiaid valgusenergia muundamiseks elektrienergiaks. Eesmärk on luua tõhusaid, stabiilseid ja ressursisäästlikke päikesepatareisid, pöörates erilist tähelepanu keskkonnasõbralikele materjalivalikutele ja laialdaselt kättesaadavatele keemilistele elementidele. Päikesepatareisid arendatakse nii maapealseteks kui ka kosmoserakendusteks ning nende toimimist uuritakse nii päikesevalguses kui ka siseruumide tehisvalguses. Arendatakse ka hoonetesse (BIPV) ja toodetesse (PIPV) integreeritavaid lahendusi.
Laboris ühendatakse materjaliteadus, pooljuhtide füüsika ja seadmete arendus. Teadustöö hõlmab kogu arendusahelat materjali sünteesist ja selle omaduste uurimisest päikesepatarei valmistamise ning katsetamiseni. Pikaajalisele kogemusele tuginedes arendatakse mitmekomponentsete absorbermaterjalide sünteesi, keemilise koostise ja defektstruktuuri sihipärast kujundamist ning suuremale tootmismahule ülekantavaid valmistamisprotsesse, sealhulgas ümbritseva õhu tingimustes rakendatavaid meetodeid.
Koostöös teadusasutuste ja ettevõtetega rakendatakse materjaliuuringute tulemusi uute tehnoloogiliste lahenduste väljatöötamisel. Teadus- ja arendustegevusse kaasatakse eri õppetasemete üliõpilasi ning partneritele pakutakse materjalide ja seadmete karakteriseerimise ning analüüsi teenuseid.
Kontakt: Marit Kauk-Kuusik
Labori liikmed
Teadus- ja arendustöö
Peamised uurimissuunad on:
- Ühendpooljuhtmaterjalid valgusenergia muundamiseks. Uuritakse ja arendatakse valgust neelavaid ühendpooljuhtmaterjale (näiteks Cu₂ZnSnS₄, FeS₂ ning antimoni kalkogeniidid ja halogeniidid). Koostise, legeerimise, sünteesitingimuste ja järeltöötluste kaudu kujundatakse nende optilisi ja elektrilisi omadusi vastavalt kavandatud rakenduse nõuetele.
- Monoterakiht- ja õhukesekilelised päikesepatareid. Arendatakse väikestel pooljuhtkristallidel põhinevaid monoterakihtpäikesepatareisid ning otse aluspinnale kasvatatud õhukesekilelisi seadmeid, sealhulgas kergeid, painduvaid ja integreeritavaid lahendusi. Õhukesi kilesid valmistatakse füüsikaliste meetoditega, nagu magnetronpihustus (sputtering) ja termiline aurustamine, ning keemiliste meetoditega, nagu keemiline aurufaasist sadestamine (CVD), vurrkatmine (spin-coating) ja keemiline sadestamine vesilahusest (CBD).
- Optoelektrooniliste materjalide ja seadmete füüsika. Uuritakse materjalide ja seadmete, sealhulgas päikesepatareide, valgusdioodide, laserite ja sensorite fundamentaalseid optilisi ja elektrilisi omadusi. Analüüsitakse kristallidefekte, elektroonseid siirdeid, faasiüleminekuid ning elektronide ja aukude käitumist. Saadud teadmiste abil selgitatakse välja seadmete toimimist piiravad tegurid ning leitakse võimalusi energiakadude vähendamiseks.
- Piirpinnad ja funktsionaalsed pinnakatted. Valmistatakse nano- ja mikroskaalas metalli-, metalloksiidi- ja kalkogeniidipõhiseid õhukesekilelisi pinnakatteid. Uuritakse ja kujundatakse kihtidevahelisi piirpindu ning arendatakse kontakte, vahekihte ja kaitsekatteid, et parandada laengukandjate kogumist ning seadmete tõhusust, stabiilsust ja vastupidavust.
- TK210U7/TF24020 Jätkusuutliku rohevesiniku ja energiatehnoloogia tippkeskus 01.01.2024-31.12.2030
VHE24048 Mitmekülgsed jätkusuutlikud kalkogeniidid õhukesekilelistele päikeseelementidele 01.12.2024-30.11.2027
- TARISTU24-TK26 Nanomaterjalide tehnoloogiate ja uuringute keskus 01.01.2025–31.12.2029
- TARISTU24-TK3 Euroopa Kosmoseagentuur 01.01.2025–31.12.2029
- TARISTU24-TK27 Eesti kiirekanal MAX-IV sünkrotronkiirguse allikale 01.07.2025–31.12.2029
- TEM-TA96 CO2-st valmistatud süsinikmaterjalid energia salvestamiseks ja tootmiseks 01.03.2025–31.12.2028
- MOB3JD1509 Suuremõõtmeliste kvaasi-2D perovskiit-päikesemoodulite arendamine tandemrakendusteks: kaksikstrateegia tõhususe, stabiilsuse ja rakendatavuse tagamiseks karmides keskkondades 01.11.2026–31.07.2028
- PRG1815 Järgmise põlvkonna mikrokristalliline püriit päikesepatarei rakendamaks Maal kui kosmoses 01.01.2023–31.12.2027
2026
- Timmo, K.; Pilvet, M.; Danilson, M.; Mikli, V.; Krustok, J.; Dolski, A.; Nasyori, A.; Bereznev, S.; Grossberg-Kuusk, M.; Kauk-Kuusik, M. (2026). Modification of the CZTS/CdS interface by introducing an intermediate CeO2 layer. Solar Energy Materials and Solar Cells, 307, art. 114658. DOI: 10.1016/j.solmat.2026.114658.
- Krustok, Jüri; Josepson, Raavo; Nasyori, Achmad; Kauk-Kuusik, Marit (2026). Probing back contact interfaces and hole tunneling in Cu2ZnSnS4 solar cells using temperature-dependent J–V curves. Next Nanotechnology, 10, art. 100591. DOI: 10.1016/j.nxnano.2026.100591.
- Abbasi, N.; Krustok, J.; Kaupmees, R.; Timmo, K.; Mikli, V.; Kauk-Kuusik, M.; Grossberg-Kuusk, M. (2026). Deep-defect suppression in Sb2Se3 via atmosphere-dependent selenization probed by photoluminescence spectroscopy. Materials Science in Semiconductor Processing, 216, art. 111081. DOI: 10.1016/j.mssp.2026.111081.
- Abbasi, N.; Krustok, J.; Kaupmees, R.; Danilson, M.; Hobson, T.D.C.; Major, J.D.; Durose, K.; Kauk-Kuusik, M.; Grossberg-Kuusk, M. (2026). Study of defects in chlorine-doped Sb2Se3 single crystals by photoluminescence spectroscopy. Journal of Alloys and Compounds Communications, 8 (1), 100171. DOI: 10.1016/j.jacomc.2026.100171.
- Nasyori, Achmad; Danilson, Mati; Mengü, Idil; Pilvet, Maris; Krustok, Jüri; Kaupmees, Reelika; Mikli, Valdek; Josepson, Raavo; Gong, Yuancai; Alexander, Akhil; Hadke, Shreyash S.; Catalin Galca, Aurelian; Vivo, Paola; Wong, Lydia Helena; Unold, Thomas; Grossberg‐Kuusk, Maarja; Kauk‐Kuusik, Marit (2026). Rapid Cooling After Device Annealing Suppresses Interface Losses in Cu2ZnSnS4 Solar Cells Enabling High Efficiency and Stability. Advanced Science, art. e77574. DOI: 10.1002/advs.77574.
- Krustok, Jüri; Nasyori, Achmad; Kaupmees, Reelika; Kauk-Kuusik, Marit (2026). Uncovering novel photoluminescence characteristics of Cu2ZnSnS4 thin-film solar cells through pulsed laser excitation. Applied Physics Letters, 129 (6), art. 062104. DOI: 10.1063/5.0311985.
- Payno, David; Lázaro-Castrillón, Luna; Rusu, Marin; Arranz, Antonio; Kaupmees, Reelika; Grossberg-Kuusk, Maarja; Andrade-Arvizu, Jacob; Ynsa, Maria Dolores; Gonzalo, José; Caballero, Raquel (2026). Controlled S/Se composition in Sb2(S,Se)3 for thin-film photovoltaics via sulfo-selenization of metallic Sb. Materials Today Sustainability, 36, art. 101448. DOI: 10.1016/j.mtsust.2026.101448.
- Payno, David; Sánchez, Yudania; Rusu, Marin; Lázaro-Castrillón, Luna; Khelifi, Samira; Galiana, Beatriz; Bonal, Víctor; Mijin, Sanja Djurdjić; Arranz, Antonio; Danilson, Mati; Lazić, Snežana; Grossberg-Kuusk, Maarja; Unold, Thomas; Serna, Rosalia; Merino, José Manuel; Caballero, Raquel (2026). Optimization of Sb2Se3 thin-film solar cells: the role of absorber selenization and the CdS buffer layer. Journal of Physics Energy, 8 (1), art. 015020. DOI: 10.1088/2515-7655/ae3d63.
- Gurieva, Galina; Avdeev, Maxim; Pilvet, Maris; Kauk-Kuusik, Marit; Schorr, Susan (2026). Cd incorporation as a way to avoid Cu/Zn disorder in kesterites: the Kesterite-Stannite structural transition in Cu2(Cd,Zn)SnS4. Journal of Physics Energy, 8 (2), art. 025001. DOI: 10.1088/2515-7655/ae52b3.
- Hiis, Heili; Ratso, Sander; Danilson, Mati; Mikli, Valdek; Boukos, Nikos; Banis, Alexandros; Liivand, Kerli; Kaare, Kätlin (2026). Molten salt electrolysis of CO2 with simulated flue gas additives for high-performance M-N-C oxygen reduction catalysts. Carbon, 258, 121781. DOI: 10.1016/j.carbon.2026.121781.
- Jantson, Martin; Liivand, Kerli; Mikli, Valdek (2026). Early-stage extraction of lithium from LCO cathodes via sucrose-assisted reductive roasting. RSC Advances, 16 (1), 872−882. DOI: 10.1039/d5ra08726k.
- Kasi, Vinoth Kumar; Shmagina, Elizaveta; Bereznev, Sergei; Nordseth, Ornulf; Mayandi, Jeyanthinath; Karazhanov, Smagul (2026). Polysilazane-Derived Layer for Enhancing Durability of Yttrium Oxyhydride Photochromic Coatings. ACS Omega, 11 (6), 10369−10375. DOI: 10.1021/acsomega.5c10912.
- Tarasova, Elvira; Prelgauskaite, Vilte; Mere, Arvo; Katerski, Atanas; Heinmaa, Ivo; Mikli, Valdek; Krumme, Andres (2026). Choline hydroxide-based deep eutectic solvents as a medium for cellulose dissolution, regeneration, and modification. Carbohydrate Research, 570, art. 110096. DOI: 10.1016/j.carres.2026.110096.
2025
- Reedo, Katriin; Raadik, Taavi; Altosaar, Mare; Pilvet, Maris; Gutjuma, Annaly; Krustok, Juri; Paaver, Peeter (2025). Scalable Phosphorus Doping of p-Type FeS2 Microcrystals for Photovoltaic Applications. ACS Omega, 10 (48), 58869−58876. DOI: 10.1021/acsomega.5c07455.
- Krustok, Jüri; Kokla, Joel; Kaupmees, Reelika; Grossberg-Kuusk, Maarja; Kauk-Kuusik, Marit (2025). In-depth photoluminescence analysis of Cu2GeS3 microcrystals under pulsed and continuous-wave excitation. Journal of Physics Energy, 7, 035003 . DOI: 10.1088/2515-7655/adc836.
- Dolcet Sadurni, M.; Timmo, K.; Mikli, V.; Krustok, J.; Danilson, M.; Suchodolskis, A.; Radu, C.; Bocirnea, A.E.; Galca, A.C.; Grossberg-Kuusk, M.; Kauk-Kuusik, M. (2025). Effects of cationic substitution on the properties of Sb1-xBixSeI (x = 0–1) compounds. Journal of Alloys and Compounds, 1037, #182292. DOI: 10.1016/j.jallcom.2025.182292.
- Nasyori, Achmad; Pilvet, Maris; Saar, Annabel; Krustok, Jüri; Danilson, Mati; Kaupmees, Reelika; Mikli, Valdek; Gong, Yuancai; Josepson, Raavo; Saucedo, Edgardo; Grossberg, Maarja; Kauk-Kuusik, Marit (2025). In Ambient Air Processed Cu2ZnSnS4 Absorber Layers from DMSO-Based Precursors: Enhanced Efficiency via Device Post-annealing. Journal of Materials Chemistry A, 13, 30167−30179. DOI: 10.1039/d5ta04554a.
- Shalvey, Thomas P.; Hobson, Theodore D. C.; Herklotz, Frank; Kaupmees, Reelika; Almushawwah, Aeshah A.; Lewis, Bradley G.; Don, Christopher H.; Kavanagh, Sean R.; Scanlon, David O.; Dhanak, Vin; Grossberg‐Kuusk, Maarja; Lavrov, Eduard; Durose, Ken; Major, Jonathan D. (2025). Cadmium and Zinc‐Doped p‐type Sb2Se3 Single Crystals and Solar Cells. Advanced Energy and Sustainability Research, 1−11. DOI: 10.1002/aesr.202500386.
- Kassem, Mohammad; Benmore, Chris J.; Tverjanovich, Andrey; Bokova, Maria; Khomenko, Maxim; Usuki, Takeshi; Sokolov, Anton; Fontanari, Daniele; Bereznev, Sergei; Ohara, Koji; Fourmentin, Marc; Masselin, Pascal; Bychkov, Eugene (2025). Atomic Structure, Dynamics, Changes in Chemical Bonding and Semiconductor-Metal Transition in Sb2Se3: A Remarkable Material for Quantum Networks and Energy Applications. ACS Applied Materials & Interfaces, 17, 11, 17075−17095. DOI: 10.1021/acsami.5c00008.
- Savale, N.; Tarasova, E.; Katerski, A.; Mere, A.; Heinmaa, I.; Osadchuk, I.; Kaljuvee, T.; Mikli, V.; Krumme, A. (2025). Structural and thermal properties of cellulose regenerated from superbase ionic liquid: effect of green co-solvents. Cellulose, 32, 2919−2936. DOI: 10.1007/s10570-025-06452-8.
2024
- Krustok, Jüri; Kaupmees, Reelika; Kokla, Joel; Kauk-Kuusik, Marit (2024). Optical study of valence band splitting and resonant acceptor states in Cu2GeS3 microcrystals. Applied Physics Letters, 125 (24), #242111. DOI: 10.1063/5.0245139.
- Uslu, M.E.; Muska, K.; Pilvet, M.;Bereznev, S.; Mikli, V.; Kauk-Kuusik, M.; Grossberg-Kuusk, M. (2024). Enhanced grain orientation in Sb2Se3 thin films deposited on Mo/BSG substrates via RF-sputtering and selenization. Materials Science in Semiconductor Processing, 184, #108835. DOI: 10.1016/j.mssp.2024.108835.
- Uslu, Mehmet Ender; Danilson, Mati; Timmo, Kristi; Grossberg-Kuusk, Maarja (2024). The effect of tin doping on the band structure and optical properties of polycrystalline antimony selenide. Physica B Condensed Matter, 678, #415744. DOI: 10.1016/j.physb.2024.415744.
- Mengü, İdil; Muska, Katri; Pilvet, Maris; Mikli, Valdek; Dudutienė, Evelina; Kondrotas, Rokas; Krustok, Jüri; Kauk-Kuusik, Marit; Grossberg-Kuusk, Maarja (2024). Comprehensive study of photoluminescence and device properties in Cu2Zn(Sn1− xGex)S4 monograins and monograin layer solar cells. Solar Energy Materials and Solar Cells, 277, #113124. DOI: 10.1016/j.solmat.2024.113124.
- Dolcet Sadurni, Marc; Krustok, Jüri; Timmo, Kristi; Mikli, Valdek; Kondrotas, Rokas; Grossberg, Maarja; Kauk-Kuusik, Marit (2024). Radiative recombination model for BiSeI microcrystals: unveiling deep defects through photoluminescence. Journal of Physics Energy, 6 (4), #045004. DOI: 10.1088/2515-7655/ad8377.
- Kristmann, Katriin; Raadik, Taavi; Altosaar, Mare; Danilson, Mati; Krustok, Jüri; Paaver, Peeter; Butenko, Yuriy (2024). Characterization of FeS2 pyrite microcrystals synthesized in different flux media. Materials Advances, 5, 1565. DOI: 10.1039/d3ma00697b.
- Dolcet Sadurni, Marc; Timmo, Kristi; Mikli, Valdek; Volobujeva, Olga; Mengü, Idil; Krustok, Jüri; Grossberg-Kuusk, Maarja; Kauk-Kuusik, Marit (2024). Preparation and characterization of SbSeI thin films. Journal of Science Advanced Materials and Devices, 9 (1), #100664. DOI: 10.1016/j.jsamd.2023.100664.
- Shmagina, E.; Volobujeva, O.; Nasibulin, A.G.; Bereznev, S. (2024). Fabrication of novel SiOxNy/SWCNT laminate-type composite protective coating using low-temperature approach. Ceramics International, 50, 18, 34312−34320. DOI: 10.1016/j.ceramint.2024.06.250.
- Shmagina, Elizaveta; Antonov, Maksim; Kasikov, Aarne; Volobujeva, Olga; Khabushev, Eldar M.; Kallio, Tanja; Bereznev, Sergei (2024). Structural, Mechanical, and Optical Properties of Laminate-Type Thin Film SWCNT/SiOxNy Composites. Nanomaterials, 14, 22, #1806. DOI: 10.3390/nano14221806.
- Vilão, R. C.; Marinopoulos, A. G.; Santos, D. G.; Alberto, H. V.; Gil, J. M.; Mengyan, P. W.; Kauk-Kuusik, M.; Lord, J. S.; Weidinger, A. (2024). Investigation of the solar cell materials Cu(In,Ga)Se2 and Cu2ZnSnS4 with muon spin spectroscopy and density-functional calculations. Journal of Applied Physics, 136 (5), #055704. DOI: 10.1063/5.0205837.
- Tarasova, Elvira; Savale, Nutan; Trifonova, Lada; Krasnou, Illia; Reile, Indrek; Kudrjasova, Marina; Mere, Arvo; Kaljuvee, Tiit; Mikli, Valdek; Sedrik, Rauno; Krumme, Andres (2024). Effect of green co-solvents on properties and synthesis of cellulose esters in superbase ionic liquid. Cellulose, 31, 4911−4927. DOI: 10.1007/s10570-024-05920-x.
- Barghi, Bijan; Mõistlik, Tanel; Raag, Anastassia; Volokhova, Maria; Reile, Indrek; Seinberg, Liis; Mikli, Valdek; Niidu, Allan (2024). Deep Oxidative Desulfurization of Planar Compounds Over Functionalized Metal-Organic Framework UiO-66(Zr): An Optimization Study. ACS Omega, 9 (22), 23329−23338. DOI: 10.1021/acsomega.3c09971.
- Usuki, Takeshi; Benmore, Chris J.; Tverjanovich, Andrey; Bereznev, Sergei; Khomenko, Maxim; Sokolov, Anton; Fontanari, Daniele; Ohara, Koji; Bokova, Maria; Kassem, Mohammad; Bychkov, Eugene (2024). Atomic Structure and Dynamics of Unusual and Wide-Gap Phase-Change Chalcogenides: A GeTe2 Case. physica status solidi (RRL) - Rapid Research Letters, #2300482. DOI: 10.1002/pssr.202300482.
- Slavinskis, Andris; Palos, Mario F.; Dalbins, Janis; Janhunen, Pekka; Tajmar, Martin; Ivchenko, Nickolay; Rohtsalu, Agnes; Aas, Katarina; Micciani, Aldo; Orsini, Nicola; Moor, Karl Mattias; Kuzmin, Sergei; Plonis, Gustavs; Bleiders, Marcis; Donerblics, Marcis; Ofodile, Ikechukwu; Kütt, Johan; Eenmäe, Tõnis; Allik, Viljo; Viru, Jaan ... Tamm, Antti (2024). Electric Sail Test Cube–Lunar Nanospacecraft, ESTCube-LuNa: Solar Wind Propulsion Demonstration Mission Concept. Aerospace, 11 (3), #230. DOI: 10.3390/aerospace11030230.
- Polivtseva, Svetlana; Volobujeva, Olga; Kuznietsov, Ivan; Kaupmees, Reelika; Danilson, Mati; Krustok, Jüri; Molaiyan, Palanivel; Hu, Tao; Lassi, Ulla; Klopov, Mihhail; van Gog, Heleen; van Huis, Marijn; Kaur, Harleen; Ivask, Angela; Rosenberg, Merilin; Gathergood, Nicholas; Ni, Chaoying; Grossberg-Kuusk, Maarja (2024). Efficient defect-driven cation exchange beyond the nanoscale semiconductors toward antibacterial functionalization. ACS Applied Materials & Interfaces, 16 (45), 62871−62882. DOI: 10.1021/acsami.4c11425.
2023
- Timmo, Kristi; Pilvet, Maris; Muska, Katri; Altosaar, Mare; Mikli, Valdek; Kaupmees, Reelika; Josepson, Raavo; Krustok, Jüri; Grossberg-Kuusk, Maarja; Kauk-Kuusik, Marit (2023). Influence of alkali iodide fluxes on Cu2ZnSnS4 monograin powder properties and performance of solar cells. Materials Advances. DOI: 10.1039/d3ma00444a.
- Muska, Katri; Timmo, Kristi; Pilvet, Maris; Kaupmees, Reelika; Raadik, Taavi; Mikli, Valdek; Grossberg-Kuusk, Maarja; Krustok, Jüri; Josepson, Raavo; Lange, Sven; Kauk-Kuusik, Marit (2023). Impact of Li and K co-doping on the optoelectronic properties of CZTS monograin powder. Solar Energy Materials and Solar Cells, 252, 112182. DOI: 10.1016/j.solmat.2023.112182.
- Krustok, Jüri; Timmo, Kristi; Kauk-Kuusik, Marit; Grossberg-Kuusk, Maarja (2023). Tunneling-enhanced interface recombination and current loss curves in kesterite solar cells. Applied Physics Letters, 123 (24), #240501. DOI: 10.1063/5.0175082.
- Timmo, K.; Dolcet Sadurni, M.; Pilvet, M.; Muska, K.; Altosaar, M.; Mikli, V.; Atlan, F.; Guc, M.; Izquierdo-Roca, V.; Grossberg-Kuusk, M.; Kauk-Kuusik, M. (2023). Efficiency enhancement of Cu2ZnSnS4 monograin layer solar cells via absorber post-growth treatments. Solar Energy Materials and Solar Cells, 250, #112090. DOI: 10.1016/j.solmat.2022.112090.
- Kauk-Kuusik, Marit; Timmo, Kristi; Pilvet, Maris; Muska, Katri; Danilson, Mati; Krustok, Jüri; Josepson, Raavo; Mikli, Valdek; Grossberg, Maarja (2023). Cu2ZnSnS4 monograin layer solar cells for flexible photovoltaic applications. Journal of Materials Chemistry A, 11, 23640−23652. DOI: 10.1039/D3TA04541B.
- Krustok, Jüri; Kaupmees, Reelika; Abbasi, Nafiseh; Muska, Katri; Mengü, Idil; Timmo, Kristi (2023). Bandgap Fluctuations, Hot Carriers, and Band-to-Acceptor Recombination in Cu2ZnSn(S,Se)4 Microcrystals. physica status solidi (RRL) - Rapid Research Letters, 17 (9), #2300077. DOI: 10.1002/pssr.202300077.
- Mengü, İ.; Krustok, J.; Kaupmees, R.; Mikli, V.; Kauk-Kuusik, M.; Grossberg-Kuusk, M. (2023). Radiative recombination pathways in ordered and disordered CZTSe microcrystals. Materials Chemistry and Physics, 301, 127685. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2023.127685.
- Walke, Peter; Kaupmees, Reelika; Grossberg-Kuusk, Maarja; Krustok, Jüri (2023). Unusual Defect-Related Room-Temperature Emission from WS2 Monolayers Synthesized through a Potassium-Based Precursor. ACS Omega, 8 (41), 37958−37970 . DOI: 10.1021/acsomega.3c03476.
- Abdalla, A.; Danilson, M.; Mikli, V.; Bereznev, S. (2023). Energy levels determination of Zn(O,Se) thin films. Materials Science in Semiconductor Processing, 153, #107137. DOI: 10.1016/j.mssp.2022.107137.
- Kondrotas, Rokas; Pakstas, Vidas; Franckevicius, Marius; Suchodolskis, Arturas; Tumenas, Saulius; Jasinskas, Vidmantas; Juskenas, Remigijus; Krotkus, Arunas; Muska, Katri; Kauk-Kuusik, Marit (2023). Band gap engineering by cationic substitution in Sn(Zr1-xTix)Se3 alloy for bottom sub-cell application in solar cells. Journal of Materials Chemistry A. DOI: 10.1039/d3ta05550g.
- Ramish Esterlich, J.; Affannoukoue, K.; Kaupmees, R.; Miakota, D.; Engberg, S.; Grossberg-Kuusk, M.; Schou, J.; Canulescu, S. (2023). Advances in the one-step synthesis of 2D and 3D sulfide materials grown by pulsed laser deposition assisted by a sulfur thermal cracker. Applied Physics A, 129 (1), #59 . DOI: 10.1007/s00339-022-06319-w.
- Kondrotas, R.; Juškėnas, R.; Krotkus, A.; Pakštas, V.; Suchodolskis, A.; Mekys, A.; Franckevičius, M.; Talaikis, M.; Muska, K.; Li, X.; Kauk-Kuusik, M.; Kravtsov, V. (2023). Synthesis and physical characteristics of narrow bandgap chalcogenide SnZrSe3. Open Research Europe, 2, #138. DOI: 10.12688/openreseurope.15168.2.
- Ganchev, Maxim; Spasova, Stanka; Raadik, Taavi; Mere, Arvo; Altosaar, Mare; Mellikov, Enn (2023). Rapid Thermal Processing of Kesterite Thin Films. Coatings, 13 (8), #1449. DOI: 10.3390/coatings13081449.
- Žalnėravičius, Rokas; Pakštas, Vidas; Grincienė, Giedrė; Klimas, Vaclovas; Paškevičius, Algimantas; Timmo, Kristi; Kauk-Kuusik, Marit; Franckevičius, Marius; Niaura, Gediminas; Talaikis, Martynas; Jagminas, Arūnas; Ramanavičius, Arūnas (2023). Antimicrobial particles based on Cu2ZnSnS4 monograins. Colloids and Surfaces B Biointerfaces, 225, #113275. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2023.113275.
- Koltsov, M.; Gopi, S.V.; Raadik, T.; Krustok, J.; Josepson, R.; Gržibovskis, R.; Vembris, A.; Spalatu, N. (2023). Development of Bi2S3 thin film solar cells by close-spaced sublimation and analysis of absorber bulk defects via in-depth photoluminescence analysis. Solar Energy Materials and Solar Cells, 254, #112292. DOI: 10.1016/j.solmat.2023.112292.
- Trifiletti, Vanira; Frioni, Luigi; Tseberlidis, Giorgio; Vitiello, Elisa; Danilson, Mati; Grossberg, Maarja; Acciarri, Maurizio; Binetti, Simona; Marchionna, Stefano (2023). Manganese-substituted kesterite thin-films for earth-abundant photovoltaic applications. Solar Energy Materials and Solar Cells, 254, 112247. DOI: 10.1016/j.solmat.2023.112247.
- Rojas Hernandez, Rocio E.; Rubio-Marcos, Fernando; Necib, Jallouli; Danilson, Mati; Fernandez, Jose Francisco; Hussainova, Irina (2023). Cost-effective screen printing approach for Ce/Nd-doped ZnAl2O4 films: tuning the crystallinity induced by the substrate. Physical Chemistry Chemical Physics, 25 (23), 15829−15838. DOI: 10.1039/D3CP02005C.
- Tverjanovich, Andrey; Benmore, Chris J.; Khomenko, Maxim; Sokolov, Anton; Fontanari, Daniele; Bereznev, Sergei; Bokova, Maria; Kassem, Mohammad; Bychkov, Eugene (2023). Decoding the Atomic Structure of Ga2Te5 Pulsed Laser Deposition Films for Memory Applications Using Diffraction and First-Principles Simulations. Nanomaterials, 13 (14), #2137. DOI: 10.3390/nano13142137.
- Konnikova, M.; Khomenko, M.; Tverjanovich, A.; Bereznev, S.; Mankova, A.; Parashchuk, O.; Vasilevsky, I.; Ozheredov, I.; Shkurinov, A.; Bychkov, E. (2023). GeTe2 Phase Change Material for Terahertz Devices with Reconfigurable Functionalities Using Optical Activation. ACS Applied Materials & Interfaces, 15 (7), 9638−9648. DOI: 10.1021/acsami.2c21678.
- Alao, Percy Festus; Press, Raimond; Ruponen, Jussi; Mikli, Valdek; Kers, Jaan (2023). Influence of Protic Ionic Liquid-Based Flame Retardant on the Flammability and Water Sorption of Alkalized Hemp Fiber-Reinforced PLA Composites. Polymers, 15 (18), #3661. DOI: 10.3390/polym15183661.
2022
- Raadik, T.; Spalatu, N.; Krustok, J.; Jospeson, R.; Grossberg, M. (2022). Temperature dependent optical and electrical characterization of SnS/CdS solar cell. Thin Solid Films, 743, art. 139069. DOI: 10.1016/j.tsf.2021.139069.
- Kristmann, K.; Raadik, T.; Altosaar, M.; Grossberg-Kuusk, M.; Krustok, J.; Pilvet, M.; Mikli, V.; Kauk-Kuusik, M.; Makaya, A. (2022). Pyrite as promising monograin layer solar cell absorber material for in-situ solar cell fabrication on the Moon. Acta Astronautica, 199, 420−424. DOI: 10.1016/j.actaastro.2022.07.043.
- Kauk-Kuusik, M.; Timmo, K.; Muska, K.; Pilvet, M.; Krustok, J.; Danilson, M.; Mikli, V.; Josepson, R.; Grossberg, M. (2022). Reduced recombination through the CZTS/CdS interface engineering in monograin layer solar cells. Journal of Physics Energy, 4 (024007). DOI: 10.1088/2515-7655/ac618d.
- Shmagina, E.; Danilson, M.; Mikli, V.; Bereznev, S. (2022). Comparative study of perhydropolysilazane protective films. Surface Engineering, 38 (7-9), 769−777. DOI: 10.1080/02670844.2022.2155445.
- Polivtseva, S.; Kois, J.; Kruzhilina, T.; Kaupmees, R.; Klopov, M.; Molaiyan, P.; van Gog, H.; van Huis, M. A.; Volobujeva, O. (2022). Solution-Mediated Inversion of SnSe to Sb2Se3 Thin-Films. Nanomaterials, 12 (17), #2898. DOI: 10.3390/nano12172898.
- Uslu, M. E.; Kondrotas, R.; Nedzinskas, R.; Volobujeva, O.; Timmo, K.; Kauk-Kuusik, M.; Krustok, J.; Grossberg, M. (2022). Study of the optical properties of Sb2(Se1-xSx)3 (x = 0–1) solid solutions. Materials Science in Semiconductor Processing, 144, #106571. DOI: 10.1016/j.mssp.2022.106571.
- Kristmann, K.; Altosaar, M.; Raudoja, J.; Krustok, J.; Pilvet, M.; Mikli, V.; Grossberg, M.; Danilson, M.; Raadik, T. (2022). Pyrite as prospective absorber material for monograin layer solar cell. Thin Solid Films, 743, 139068. DOI: 10.1016/j.tsf.2021.139068.
- Li, X.; Timmo, K.; Grossberg, M.; Pilvet, M.; Kaupmees, R.; Krustok, J.; Muska, K.; Mikli, V.; Kauk-Kuusik, M. (2022). Study of the structure and optoelectronic properties of Cu2Ge(SexS1-x)3 microcrystalline powders. Thin Solid Films, 742, 139053. DOI: 10.1016/j.tsf.2021.139053.
- Kondrotas, R.; Nedzinskas, R.; Krustok, J.; Grossberg, M.; Talaikis, M.; Tumenas, S.; Suchodolskis, A.; Zaltauskas, R.; Sereika, R. (2022). Photoreflectance and Photoluminescence Study of Antimony Selenide Crystals. ACS Applied Energy Materials, 5 (12), 14769−14778. DOI: 10.1021/acsaem.2c02131.
- Ghisani, F.; Timmo, K.; Altosaar, M.; Oueslati, S.; Pilvet, M.; Kauk-Kuusik, M.; Grossberg, M. (2022). Photoelectrochemical properties and band positions of Cd-substituted tetrahedrite Cu10Cd2Sb4S13 monograin materials grown in molten CdI2 and LiI. Thin Solid Films, 741, #139030. DOI: 10.1016/j.tsf.2021.139030.
- Ghisani, F.; Timmo, K.; Altosaar, M.; Mikli, V.; Danilson, M.; Grossberg, M.; Kauk-Kuusik, M. (2022). Chemical etching of tetrahedrite Cu10Cd2Sb4S13 monograin powder materials for solar cell applications. Materials Science in Semiconductor Processing, 138, #106291. DOI: 10.1016/j.mssp.2021.106291.
- Remmel, Anna-Liis; Ratso, Sander; Divitini, Giorgio; Danilson, Mati; Mikli, Valdek; Uibu, Mai; Aruvali, Jaan; Kruusenberg, Ivar (2022). Nickel and Nitrogen-Doped Bifunctional ORR and HER Electrocatalysts Derived from CO2. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 10 (1), 134−145. DOI: 10.1021/acssuschemeng.1c05250.
- Link, S; Yrjas, P; Lindberg, D; Trikkel, A; Mikli, V. (2022). Ash melting behaviour of reed and woody fuels blends. Fuel, 314, #123051. DOI: 10.1016/j.fuel.2021.123051.
- Alamgir, A.; Bogatov, A.; Jõgiaas, T.; Viljus, M.; Raadik, T.; Kübarsepp, J.; Sergejev, F.; Lümkemann, A.; Kluson, J.; Podgursky, V. (2022). High-Temperature Oxidation Resistance and Tribological Properties of Al2O3/ta-C Coating. Coatings, 12 (4), #547. DOI: 10.3390/coatings12040547.
- Marrot, L.; Alao, P. F.; Mikli, V.; Kers, J. (2022). Properties of frost-retted hemp fibres for the reinforcement of composites. Journal of Natural Fibers, 19 (17), 16017−16028. DOI: 10.1080/15440478.2021.1904474.
- Kaljuvee, T.; Tonsuaadu, K.; Einard, M.; Mikli, V.; Kivimae, E.-K.; Kallaste, T.; Trikkel, A. (2022). Thermal Behavior of Estonian Graptolite-Argillite from Different Deposits. Processes, 10 (10), #19866. DOI: 10.3390/pr10101986.
Õppetöö
Päikeseenergeetika materjalide teaduslabor viib läbi õppetööd bakalaureuse-, magistri- ja doktoriõppe tasemel.
Materjalitehnoloogia
Rohelised energiatehnoloogiad
Keemia-, materjali- ja energiatehnoloogia
Soovi korral on võimalik õpinguid jätkata Tehnikateaduse doktoriõppe programmis Keemia-, materjali- ja energiatehnoloogia erialal ja panustada taastuvenergia valdkonna teadustöösse.
Kaitstud tööd
2026, Marc Dolcet Sadurni. Synthesis and Characterization of Sb1 xBixSeI for Optoelectronic Applications (Sb1-xBixSeI süntees ja iseloomustamine optoelektroonilisteks rakendusteks). Juhendajad: Kristi Timmo, Marit Kauk-Kuusik
2026, Katriin Reedo. Synthesis and Characterization of Pyrite FeS2 Microcrystals for Photovoltaic Applications (Püriitsete FeS2 mikrokristallide süntees ja iseloomustamine päikesepatareides kasutamiseks). Juhendajad: Taavi Raadik, Mare Altosaar
2026, Idil Mengü. Radiative Recombination Channels in Kesterite Monograin Powders (Kiirguslikud rekombinatsioonikanalid kesteriitsetes monoterapulbrites). Juhendajad: Maarja Grossberg-Kuusk, Marit Kauk-Kuusik
2025, Elizaveta Shmagina. Development of Silicon Oxynitride Nanocomposites with Single-Walled Carbon Nanotubes as Protective Coatings for Solar Cells (Üheseinaliste süsiniknanotorudega ränioksünitriidist nanokomposiitmaterjalide arendamine päikesepatareide kaitsekateteks). Juhendaja: Sergei Bereznev
2024, Mehmet Ender Uslu. Modification of the Optoelectronic Properties of Sb2Se3 Absorber Material for Photovoltaic Applications (Päikesepatarei absorbermaterjali Sb2Se3 optoelektroonsete omaduste muutmine). Juhendaja: Maarja Grossberg-Kuusk
2022, Aleksei Penežko. Properties of CuSbSe2 and Sb2Se3 Absorber Materials for Solar Cell Applications (Päikesepatarei absorbermaterjalide CuSbSe2 ja Sb2Se3 omaduste uurimine). Juhendajad: Maarja Grossberg-Kuusk, Marit Kauk-Kuusik
2022, Fairouz Ghisani. Synthesis and Characterization of Tetrahedrite Cu10Cd2Sb4S13 Monograin Powders for Photovoltaic Applications (Tetraedriitsete Cu10Cd2Sb4S13 monoterapulbrite süntees ja iseloomustamine kasutamiseks päikesepatareides). Juhendajad: Kristi Timmo, Mare Altosaar
2022, Xiaofeng Li. Study of Cu2Ge(S,Se)3 and Cu2CdGe(S,Se)4 Monograin Powders for Photovoltaic Applications (Cu2Ge(S,Se)3 ja Cu2CdGe(S,Se)4 monoterapulbrite uurimine ning kasutamine päikesepatareides). Juhendajad: Marit Kauk-Kuusik, Kristi Timmo
2021, Akram Abdalla Mohammed Ibrahim. Pulsed Laser Deposition of Zn(O,Se) Layers for Optoelectronic Applications (Impulsslaser-sadestatud Zn(O,Se) kiled optoelektroonseteks rakendusteks). Juhendaja: Sergei Bereznev
2021, Reelika Kaupmees. Growth and Optical Properties of Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides (Kahedimensionaalsete siirdemetallide dikalkogeniidide kasvatus ning optiliste omaduste uurimine). Juhendajad: Jüri Krustok, Maarja Grossberg
2019, Inga Leinemann. Chemical Processes Involved in Cu2ZnSnSe4 Synthesis and SnS Recrystallization in a Molten Salt Medium (Keemilised protsessid Cu2ZnSnSe4 sünteesil ja SnS rekristallisatsioonil sulade soolade keskkonnas). Juhendajad: Mare Altosaar, Dieter Meissner
2018, Suresh Kumar. Synthesis of Cu2ZnSnS4 Nano-Powders and Nano-Structured Thin Films (Cu2ZnSnS4 nano-pulbrite ja nanostruktuursete kilede süntees). Juhendajad: Maarja Grossberg, Mare Altosaar
2017, Jelena Maricheva. Electrodeposition of Cadmium Chalcogenide Films for Hybrid Solar Cells (Kaadmiumkalkogeniidkilede elektrokeemiline sadestamine kasutamiseks hübriid-päikesepatareides). Juhendajad: Julia Kois, Sergei Bereznev, Natalia Maticiuc
2017, Maris Pilvet. Study of Cu2(Zn,Cd)SnS4 Absorber Materials for Monograin Layer Solar Cells (Päikesepatareides kasutatavate Cu2(Zn,Cd)SnS4 absorbermaterjalide uurimine). Juhendaja: Marit Kauk-Kuusik
2017, Godswill Chimezie Nkwusi. Formation and Growth of Cu2ZnSnS4 Monograin Powder in Molten CdI2 (Cu2ZnSnS4 moodustumine ja monoterapulbri kasv CdI2 sulafaasi keskkonnas). Juhendaja: Mare Altosaar
2016, Mati Danilson. Temperature Dependent Electrical Properties of Kesterite Monograin Layer Solar Cells (Kesteriitsete monoterakihiliste päikesepatareideelektriliste omaduste temperatuursõltuvused). Juhendaja: Jüri Krustok
2016, Maria Safonova. SnS Thin Films Deposition by Chemical Solution Method and Characterization (SnS õhukeste kilede sadestamine keemilisest lahusest ja saadud kiledeiseloomustamine). Juhendajad: Olga Volobujeva, Enn Mellikov
2015, Taavi Raadik. Application of Modulation Spectroscopy Methods in Photovoltaic Materials Research (Modulatsioonspektroskoopia meetodite rakendamine päikeseenergeetika materjalide uurimiseks). Juhendajad: Jüri Krustok, Maarja Grossberg
2014, Julia Lehner. Formation of Cu2ZnSnS4 and Cu2ZnSnSe4 by Chalcogenisation of Electrochemically Deposited Precursor Layers (Cu2ZnSnSe4 ja Cu2ZnSnS4 moodustumine elektrokeemiliselt sadestatud kihtide kalkogeniseerimisel). Juhendagad: Olga Volobujeva, Enn Mellikov
2012, Katri Muska. Study of Composition and Thermal Treatments of Quaternary Compounds for Monograin Layer Solar Cells (Päikesepatareides kasutatavate monoterapulbriliste nelikühendite koostise ja termotöötluste uurimine). Juhendaja: Marit Kauk-Kuusik
2011, Liina Kaupmees. Selenization of Molybdenum as Contact Material in Solar Cells (Molübdeeni kui päikesepatarei kontaktmaterjali seleniseerimine). Juhendaja: Mare Altosaar
2011, Kristi Timmo. Formation of Properties of CuInSe2 and Cu2ZnSn(S,Se)4 Monograin Powders Synthesized in Molten KI (Kaaliumjodiidsulandaja keskkonnas kasvatatud monoterapulbrite CuInSe2 ja Cu2ZnSn(S,Se)4 omaduste kujundamine). Juhendaja: Mare Altosaar
2010, Maarja Grossberg. Optical Properties of Multinary Semiconductor Compounds for Photovoltaic Applications (Päikesepatareides kasutatavate mitmikpooljuhtühendite optilised omadused). Juhendaja: Jüri Krustok
2010, Kristjan Laes. Preparation and Impedance Spectroscopy of Hybrid Structures Based on CuIn3Se5 Photoabsorber (Hübriidsete CuIn3Se5 fotoabsorberstruktuuride valmistamine ja impedantsispektroskoopia). Juhendajad:Sergei Bereznev, Andres Öpik
2009, Kaia Ernits. Study of In2S3 and ZnS thin films deposited by ultrasonic spray pyrolysis and chemical deposition (Ultraheli pihustuspürolüüsi ja keemilise sadestamise meetodil kasvatatud In2S3 ja ZnS õhukeste kilede uurimine) Juhendaja: Mare Altosaar
2008, Olga Volobujeva. SEM study of selenization of different thin metallic films (Õhukeste metallikilede seleniseerimise elektronmikroskoopiline uurimine). Juhendaja: Enn Mellikov
2006, Julia Kois. Electrochemical Deposition of CuInSe2 Thin Filmsfor Photovoltaic Applications (CuInSe2 õhukesed kiled elektrokeemilise sadestamise meetodil). Juhendaja: Enn Mellikov
2006, Marit Kauk. Chemical Composition of CuInSe2 Monograin Powders for Solar Cell Application (CuInSe2 monoterapulbri koostise uurimine ja rakendus päikesepatareides) Juhendaja: Mare Altosaar
2006, Andri Jagomägi. Photoluminescence of Chalcopyrite Tellurides (Kalkopüriitsete telluriidide fotoluminestsents). Juhendaja: Jüri Krustok
2026
2025, Moona Kilk. Cd legeerimise mõju Sb2Se3 optilistele omadustele (The Effect of Cd Doping on the Optical Properties of Sb2Se3). Juhendajad: Reelika Kaupmees, Nafiseh Abbasi
2025, Laura Kim. (AgxCu1-x)2ZnSnS4 (x=0-1) kesteriitsete materjalide süntees ja karakteriseerimine (Synthesis and Characterization of (AgxCu1-x)2ZnSnS4 (x=0-1) Kesterites). Juhendaja: Katri Muska
2025, Liisa Kumar. Zn(O,S) puhverkihi sadestamine keemilise vanni meetodil (Chemical Bath Deposition of Zn(O,S) Buffer Layer). Juhendaja: Kristi Timmo
2025, Mia-Maria Meldorf. Nikkeloksiidi kilede vesilahusest sadestamine, järeltöötlused ja karakteriseerimine (Deposition of Nickel Oxide thin Films by Chemical Bath Deposition, Post-Treatments and Characterization). Juhendajad: Katriin Kristmann, Taavi Raadik
2025, Krista Krull. Hõbedaga modifitseeritud Cu2GeS3 monoterapulbri pinnaanalüüs röntgen- ja ultraviolett-fotoelektronspektroskoopia meetodil (Surface Analysis of Silver-Modified Cu2GeS3 Monograin Powder by X-ray and Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy Methods). Juhendajad: Marit Kauk-Kuusik, Mati Danilson
2025, Peeter Hansen. Päikesepaneelide ümbertöötlemise võimalused Eestis (Solar Panels Recycling Opportunities in Estonia). Juhendajad: Niina Dulova, Maarja Grossberg-Kuusk
2025, Annaly Gutjuma. Püriitsete FeS2 mikrokristallide süntees-kasvatus ja fosforiga legeerimine monoterakiht-päikesepatareides kasutamiseks (Synthesis-Growth and Phosphorus Doping of Pyrite FeS2 Microcrystals for Monograin Layer Solar Cells). Juhendajad: Katriin Kristmann, Taavi Raadik
2024, Samuel Kanarbik. Cu2ZnSnS4 kristallvõre korrastamatuse uurimine toatemperatuurse fotoluminestsentsi ja Raman spektroskoopia abil (Study of Structural Disorder in Cu2ZnSnS4 Monograin Powders by RTPL and Raman Spectroscopy). Juhendaja: Marit Kauk-Kuusik
2024, Evelin Kütt. Roofit.Solari NuClick ehitisintegreeritud päikesepaneelide elutsükli analüüs (Life Cycle Assessment of the Roofit.Solar NuClick Building Integrated Photovoltaic Panels). Juhendajad: Maarja Grossberg-Kuusk, Niina Dulova
2024, Meeli-Mari Napp. Keskkonnasõbralike kalkogeniidperovskiitide sünteesimine ja karakteriseerimine (Synthesis and Characterization of Environmentally Friendly Chalcogenide Perovskites). Juhendaja: Marit Kauk-Kuusik
2024, Anna-Liis Mägi. Päikest jälgivate elektritootmissüsteemide kasutamise võimalused Eestis läbi arvutusliku ja majandusliku analüüsi (Possibilities of Using Photovoltaic Tracking Systems in Estonia Through Computational and Economic Analysis). Juhendajad: Taavi Raadik, Robert Mägi
2024, Henri Lass. Ehitisintegreeritud päikesepaneelide fassaadilahenduse arendus (Development of a Building Integrated Photovoltaic Facade Solution). Juhendaja: Maarja Grossberg-Kuusk
2024, Anneli Ojaste. Väävlirikka õhukese pinnakihi moodustamine Cu2ZnSn(S,Se)4 monoterapulbri kristallidele (Formation of a Sulfur-Rich Thin Surface Layer on Cu2ZnSn(S,Se)4 Monograin Powder Crystals). Juhendaja: Kristi Timmo
2024, Kristiina Tammik. Elutsükli analüüs viilkatusesse ja kivikatusesse integreeritud päikesepaneelidele (Life Cycle Assessment of Gable Roof and Tiled Roof Integrated Solar Panels). Juhendajad: Maarja Grossberg-Kuusk, Niina Dulova
2023, Ivan Kuznietsov. Antimonseleniidi õhukeste kilede dopeerimine katioonvahetuse meetodil (Doping of antimony selenide thin films by cation exchange). Juhendajad: Svetlana Polivtseva, Olga Volobujeva
2023, Tatiana Vaarik. Antimoonseleniidi õhukeste kilede süntees katioonivahetuse meetodil (Antimony selenide thin films by cation exchange). Juhendajad: Olga Volobujeva, Svetlana Polivtseva
2023, Andrus Vaarik. TiO2 õhukeste kilede sadestamine laserablatsiooni meetodil (Pulsed laser deposition of TiO2 thin films). Juhendajad: Sergei Bereznev, Maris Pilvet
2022, Kaia Liisa Hakk. Seleen-monoterakiht päikesepatarei arendamine (Development of selenium monograin layer solar cell). Juhendajad: Taavi Raadik, Mare Altosaar
2022, Marc Dolcet Sadurni. Väävli aururõhu töötluste mõju Cu2ZnSnS4 monoterapulbrite omadustele ja päikesepatarei väljundparameetritele (Impact of sulfur annealing on the Cu2ZnSnS4 monograin powder properties and solar cell parameters). Juhendaja: Kristi Timmo
2021, Idil Mengü. Sb2Se3 Defektstruktuuri uuringud kasutades fotoluminestsents spektroskoopiat (Photoluminescence study of defects in Sb2Se3). Juhendaja: Maarja Grossberg
2021, Katriin Kristmann. Püriitse FeS2 pulbri süntees-kasvatus kasutamiseks monoterakiht-päikesepatareides (Synthesis-growth and charcterization of FeS2 pyrite powders for monograin layer solar cell). Juhendajad: Taavi Raadik, Mare Altosaar
2021, Seyyedmahan Khatami. Cu2Zn(Sn,Sb)S4 monoterapulbrite ja neil põhinevate päikesepatareide optoelektroonsete omaduste uuringud (Study of Optoelectronic Propoerties of Cu2Zn(Sn,Sb)S4 Monograin Powders and Corresponding Solar Cells). Juhendaja: Maarja Grossberg
2021, Sharath Chandra Pottabathini. Cu2CdGeSe4 Faasi kujunemine monoterapulbri sünteesi protsessis erinevates sulandajates (Phase Evolution of Cu2CdGeSe4 Monograin Powdwers during the Syntesis process in Different Flux Materials). Juhendajad: Marit Kauk-Kuusik, Xiaofeng Li
2021, Ali Fahad. Cu2ZnSnS4 monoterapulbrite sünteeskasvatis LiI, NaI, KI, RbI ja CsI sulades soolades (Characterization of Cu2ZnSnS4 Monograin Powders Grown in Molten LiI, NaI, KI, RbI and CsI). Juhendajad: Kristi Timmo, Fairouz Ghisani
2020, Wisdom Chukwubuike Abazie. Osaline katioonasendus Cu2ZnSnS4 monoterapulbrites ja selle mõju päikesepatarei väljundparameetritele (Partial Cation Substitution in Cu2ZnSnS4 Monograin Powders for Solar Cell Application). Juhendaja: Kristi Timmo
2020, Robert Beglaryan. Cu2CdGeSe4-l baseeruvate monoterakihiliste päikesepatareide temperatuurist sõltuv optoelektriline iseloomustamine (Temperature-dependent optoelectrical characterization of Cu2CdGeSe4-based monograin layer solar cells). Juhendaja: Mati Danilson
2020, Bouchaara Anouar. Paksuse mõju uurimine impulsslaser-sadestus meetodil valmistatud Zn(O,S) kihtide omadustele (Study of Thickness Effect on Properties of F Zn(O,S) Layers Prepared by Pulsed Laser Depostion). Juhendajad: Sergei Bereznev, Mohammed Ibrahim Akram Abdalla
2020, Levan Chikviladze. Kesteriit päikesepatareid kasutamaks kosmose keskkonnas (Kestetite Solar Cells for Extraterrestrial Applications). Juhendajad: Taavi Raadik, Kaia Ernits
2019, Joseph Olanrewaju Adegite. Magnetronpihustatud Sb2Se3 õhukeste kilede sadestusjärgse termotöötlemine (Post Deposition Thermal Treatment of Sputtered Antimony Selenide Thin Films) Juhendajad: Olga Volobujeva, Svetlana Polivtseva
2019, Mehmet Ender Uslu. CdS puhverkihi optimeerimine Cu(In,Ga)Se2 monoterakiht päikesepatereidele (Optimization of CBD-CdS Process for Cu(In,Ga)Se2 Monograin Layer Solar Cells). Juhendajad: Marit Kauk-Kuusik, Maris Pilvet
2018, Sergii Akhinko. Adhesiivne päikesepaneelide integreerimine metallist ehitusmaterjalidega (Adhesive integration of photovoltaic modules on metal building materials). Juhendaja: Andri Jagomägi
2018, Olexander Dolgykh. Päikesepaneelide puhtuse automaatne monitoorimine (Automatic dust cover detection in photovoltaic modules). Juhendaja: Andri Jagomägi
2018, Segii Dolgykh. LED elementide integreerimine elektrit tootvatesse ehitusmaterjalidesse (Self-illuminated photovoltaic facades). Juhendaja: Andri Jagomägi
2018, Arthur Dzhaforov. Veebipõhine päikesepaneelide tootluse arvutusprogramm Olmo mudeli baasil (Online photovoltaic performance calculator based on the Olmo model). Juhendaja: Andri Jagomägi
2018, Xiaofeng Li. Cu2CdGeSe4 monoterapulbrite süntees sulades soolades (Growth of Cu2CdGeSe4 monograin powders in molten salts). Juhendaja: Marit Kauk-Kuusik
2018, Dmitry Shiryaev. Ehitisintegreeritud päikesepaneelide mõju autonoomse kontorihoone energiatarbele ja sisekliimale (Effect of a photovoltaic envelope on the energy performance and the indoor climate of an off-grid office building in Estonia). Juhendaja: Andri Jagomägi
2018, Büşra Yılmaz. Värviliste ehitisintegreeritud päikesepaneelide arendus metallkatustele (Development of coloured BIPV systems on metal roofs). Juhendaja: Andri Jagomägi
2017, Denisa Dosenovicova. Polüpürooli fotoelektrokeemiline sadestamine amorfse räni hübriidsete päikesepatareide valmistamiseks (Hybrid solar cells prepared by selective photoelectrochemical deposition of polypyrrole onto amorphous silicon). Juhendajad: Sergei Bereznev, Jelena Maricheva
2017, Adekunle Idris Lasisi. Kaaliumi mõju uurimine Cu2(Zn,Cd)SnS4 monoterapulbri omadustele (Investigation of potassium doping on Cu2(Zn,Cd)SnS4 monograin powder properties). Juhendajad: Marit Kauk-Kuusik, Kristi Timmo
2017, Kang Zhong. Vask-tsink-tina-seleniid monoteramembraan-päikesepatarei p-n ülemineku modifitseerimine (Modification of p-n junction of copper-zinc-tin-selenide monograin layer solar cells). Juhendajad: Mare Altosaar, LiinaReichmann
2017, Ge Xin. PLD meetodil sadestatud Cu2ZnSnS4 kilede struktuuri ja koostise uurimine (Investigation of morphology and composition of Cu2ZnSnS4 thin films prepared by pulsed laser deposition). Juhendajad: Valdek Mikli, Sergei Bereznev
2017, Dmytro Yakobiuk. Autonoomse ehitisintegreeritud päikesepaneelidega toiduainetekuivati prototüüp (Development of autonomous food dehydration system based on building intergrated PVT technology). Juhendaja: Andri Jagomägi
2017, Iryna Yakobiuk. Ehitisintegreeritud päikesepaneelide baasil toimiva toiduainete kuivati teostatavuse teoreetiline analüüs (Simulations of building integrated photovoltaic-thermal food dehydrator with heat recovery). Juhendaja: Andri Jagomägi
2016, Hrachya Kocharyan. SnS fotoabsorberi kihtide vaakumaurustamine (High Vacuum Evaporation of SnS Photoabsorber Films). Juhendajad: Sergei Bereznev, Revathi Naidu
2016, Sha Li. Vask-tsink-tina-sulfiid-tüüpi päikesepatarei puhverkihi optimeerimine (Optimization of Buffer Layer for Copper-Zinc-Tin-Sulfide-based Solar Cells). Juhendajad: Mare Altosaar, Maris Pilvet
2015, Xingxig Kong. Schottky kontaktide analüüs Cu2ZnSnS4 monoterakihtide baasil (Schottky contact analysis for Cu2ZnSnS4 monograin membranes). Juhendajad: Marit Kauk-Kuusik, Erkki Kask
2015, Adegoke John Adeola. Monoterapulbrilise Cu2ZnSnSe4 sünteeskasvatuse võrdlus erinevates sulades soolades (Comparative Study of Cu2ZnSnSe4 monograin Power Synthesis in Different Molten Salts). Juhendaja: Kristi Timmo
2015, Rosalio Rubio Alvarado. Hooajaline päikeseenergia salvestamine faasiüleminekuga materjalides. Materjalide valik ning süsteemi optimeerimine Eesti kliimas (Seasonal heat storage in Northern European buildings. Selection of the thermal storage media and the optimization of the system design based on Estonian climate). Juhendaja: Andri Jagomägi
2015, Henry Yusinyu Binyui. Ehitisintegreeritud päikeseelektri süsteemi jääksoojuse kasutamine (Waste Heat Management of Building Integrated Photovoltaics System). Juhendaja: Andri Jagomägi
2015, Ayobami Solomon Oyewo. Cu2ZnSn(S,Se)4 absorbermaterjali pinna keemiline modifitseerimine enne p-n ülemineku moodustamist (Chemical modification of Cu2ZnSn(S,Se)4 solar cell absorber surface before p-n junction formation). Juhendajad: Mare Altosaar, Marit Kauk-Kuusik
2014, Kadri Kaarna. Cu2ZnSnSe4 monoterapulbrite kasvatus sulas kaaliumjodiidis (Growth of Cu2ZnSnSe4 Monograin Powders in Molten Potassium Iodide). Juhendajad: Kristi Timmo, Mare Altosaar
Seadmed ja teenused
NAMUR+ raames HR-SEM teenus (Tallinnas)
Tallinna Tehnikaülikooli Materjali- ja keskkonnatehnoloogia instituut pakub võimalust kasutada kõrglahutusega skaneeriva elektronmikroskoobi (HR-SEM) Zeiss MERLIN uuringute teenust materjalide topograafia, element- ja faasikoostise ning elektriliste omaduste määramiseks.
Zeiss MERLIN HR-SEM kuulub Eesti teadustaristu teekaardi objekti „Nanomaterjalide tehnoloogiate ja uuringute keskus“ (NAMUR+) koosseisu. Lisaks on Zeiss Ultra 55. Seadmed võimaldavad uurida materjalide pinnamorfoloogiat ja ristlõikeid nanomeetrite skaalal ning määrata osakeste suurust ja õhukeste kilede paksust. Täiendavad analüüsimeetodid võimaldavad määrata elementkoostist ja elementide ruumilist jaotust (EDS), uurida kristallstruktuuri ja kristallide orientatsiooni (EBSD) ning analüüsida laengukandjate kogumist elektronkiire indutseeritud voolu meetodil (EBIC). Pakutakse ka proovide ettevalmistust ja spetsialisti tuge mõõtmistulemuste tõlgendamisel.
Nano-manipulaatorite süsteem „miBotTM BT-14 on the 4-Bot stage“ (Imina Technologies) võimaldab teostada elektrilisi mõõtmisi mikro- ja nanomõõtmetes objektidel valgus- ja elektronmikroskoobi abil. Süsteem koosneb neljast manipulaatorist, mille sonde on võimalik iseseisvalt liigutada objektil millimeetrites ja mille resolutsioon on kuni 40 nm.
Kratos AXIS Ultra DLD võimaldab määrata materjalide pinnakihi (ligikaudu 2–8 nm) elementkoostist ja keemilisi olekuid röntgenfotoelektronspektroskoopia (XPS) abil. Väikeste pinnapiirkondade analüüs ja keemiline kaardistamine võimaldavad uurida koostise ruumilist jaotust. Ergastusallikatena kasutatakse monokromaatilist Al Kα röntgenkiirgust (1486,6 eV) ning mittemonokromaatilist Mg Kα (1253,6 eV) ja Al Kα (1486,6 eV) röntgenkiirgust.
Ar⁺-ioonidega söövitamist kasutatakse pinna puhastamiseks ja koostise sügavusprofiilide määramiseks. Ultraviolettfotoelektronspektroskoopia (UPS) võimaldab uurida valentstsooni elektronstruktuuri, kasutades heeliumlahenduslambi He I (21,2 eV) ja He II (40,8 eV) kiirgust. Automatiseeritud mõõtmised võimaldavad analüüsida mitut proovi eelnevalt määratud asukohtades kuni 130 mm pikkusel ja 15 mm laiusel proovihoidjal.
HORIBA LabRAM 800HR võimaldab uurida materjalide vibratsioonispektreid Ramani nihke vahemikus 50–4000 cm⁻¹, kasutades ergastamiseks 532 nm ja 633 nm lasereid. Mõõtmisteks on saadaval 10×, 50×, pika töökaugusega 50× (LWD) ja 100× objektiivid. Mõõtmisi saab teha temperatuurivahemikus 77–325 K. Lisaks võimaldab seade Ramani kaardistamist ning mikrofotoluminestsentsi mõõtmist nähtavas spektriosas Si CCD detektoriga.
Bruker MultiMode 8 võimaldab uurida materjalide pinnatopograafiat nanomeetrite skaalal. PeakForce Tapping tehnoloogia ja erinevad mõõterežiimid võimaldavad koos sobivate lisatarvikutega kaardistada samaaegselt pinna topograafiat ning lokaalseid elektrilisi ja nanomehaanilisi omadusi.
Seadmel on kaks skannerit: E-skanner skaneerimisalaga 10 × 10 µm ja vertikaalse ulatusega 2,5 µm ning J-skanner skaneerimisalaga 125 × 125 µm ja vertikaalse ulatusega 5,0 µm. Kujutise eraldusvõime on 512 × 512 pikslit. Z-telje müratase on alla 0,3 Å RMS, mõõdetuna õhus Tapping-režiimis nullsuurusega skaneerimisalal. Proovi maksimaalne läbimõõt on 15 mm ja paksus 5 mm.
Agilent Cary 5000 võimaldab mõõta materjalide optilist läbilaskvust ja neelduvust ultraviolett-, nähtavas ja lähiinfrapunases spektriosas lainepikkustel 175–3300 nm. Seade sobib õhukeste kilede, pinnakatete ja lahuste optiliste omaduste uurimiseks. Mõõtmistulemused võimaldavad analüüsida neeldumisserva ning hinnata pooljuhtmaterjalide keelutsooni laiust. Sobivate lisatarvikutega saab mõõta ka peegeldusspektreid.
Fotoluminestsentsi (PL) mõõtesüsteem võimaldab uurida pooljuhtmaterjalide ja päikesepatareide optilisi omadusi, defekte ning laengukandjate rekombinatsiooni. Mõõtmisi tehakse temperatuurivahemikus 8–300 K, kasutades Janis CCS-150 suletud tsükliga heeliumkrüostaati ja LakeShore 335 temperatuurikontrollerit.
Ergastamiseks kasutatakse 532 nm pidevkiirgusega Cobolt 08-DPL laserit või impulsslaserit CryLaS FQSS266-Q2, mille impulsi kestus on alla 1 ns ja kordussagedus 10 kHz. Ergastusvõimsust muudetakse neutraalfiltritega. Luminestsentsi analüüsitakse Horiba Jobin Yvon FHR640 monokromaatoriga (fookuskaugus 0,64 m), kasutades fotokordistidetektoreid ja Stanford SR810 sünkroonvõimendit.
NETZSCH STA 449 F3 Jupiter võimaldab registreerida samaaegselt proovi massimuutusi (TG) ja soojusvoogu (DSC) identsetes katsetingimustes. Meetod sobib faasiüleminekute, termilise lagunemise, lenduvate komponentide eraldumise ning pürolüüsi- ja oksüdatsioonireaktsioonide uurimiseks. Mõõtmisi tehakse temperatuurivahemikus 25–1500 °C kuumutus- või jahutuskiirusega 0,1–10 K/min. Proovi ja tiigli kogumass võib olla kuni 35 g. Suletud süsteemide uuringuid tehakse ainult kvartsampullides.
Newport Oriel 91195A võimaldab uurida päikesepatareide toimimist kontrollitud valgustingimustes. AM1.5G filtriga jäljendatakse maapinnale jõudva päikesevalguse spektrit ning kiiritustihedus seadistatakse tasemele 1000 W/m² ehk üks päike. Koos elektrilise mõõtesüsteemiga võimaldab seade registreerida voolu-pinge karakteristikuid ning määrata päikesepatareide kasutegurit, avatud ahela pinget, lühisvoolutihedust ja täitetegurit.
Sciencetech PTS võimaldab mõõta päikesepatareide välist kvantefektiivsust (EQE) ja spektraalset tundlikkust sõltuvalt valguse lainepikkusest. EQE näitab, kui suur osa seadmele langevatest footonitest annab välisahelasse kogutud laengukandjaid. Mõõtmised aitavad hinnata seadme spektraalset vastust ning analüüsida optilisi ja laengukandjate kogumisega seotud kadusid. EQE-spektri põhjal saab arvutada eeldatava lühisvoolutiheduse valitud valgustusspektri korral.
Magnetronpihustusseadmed võimaldavad valmistada õhukesi kilesid päikesepatareide ja teiste optoelektrooniliste seadmete arendamiseks. AJA Internationali süsteemi kasutatakse oksiidkihtide, sealhulgas ZnO ja indiumtinaoksiidi (ITO) sadestamiseks. Need materjalid toimivad seadmetes läbipaistvate juhtivate kihtide ja kontaktidena. Angstrom EvoVac täiendab labori õhukeste kilede sadestamise võimalusi. Sadestusparameetrite reguleerimisega kujundatakse kilede paksust, struktuuri ning optilisi ja elektrilisi omadusi.
Neocera impulsslasersadestusseade (PLD) võimaldab valmistada kvaliteetseid ja ühtlaseid õhukesi kilesid nii sublimeeruvatest kui ka mittesublimeeruvatest materjalidest. Süsteem on varustatud aluspinna pöörlemis- ja kuumutusseadmega ning mahutab ühe kuni 2-tollise läbimõõduga või mitu väiksemat aluspinda. Aluspinna maksimaalne temperatuur on 900 °C ja töörõhu vahemik 5 × 10⁻⁷ Torr kuni 500 mTorr. Märklauahoidja mahutab kuus 1-tollise või kolm 2-tollise läbimõõduga märklauda. Sadestamiseks kasutatakse 248 nm UV-eksimeerlaserit, mille impulsi kestus on 20 ns, impulssenergia kuni 400 mJ ja maksimaalne kordussagedus 20 Hz. Laseri keskmine võimsus on 6 W. Süsteem sobib mitmekomponentsete kilede ja kihiliste struktuuride valmistamiseks päikeseenergeetika ning optoelektroonika rakendusteks.
Kompleksi kuuluvad Naberthermi muhvelahjud, kolmetsooniline MTI OTF-1200X-III-ETFK toruahi, Carbolite HZS-2G temperatuurigradiendiga toruahi ning CY-RTP1500-Φ70-400-T kiirtermotöötlusahi (RTP). Seadmeid kasutatakse materjalide sünteesiks ja järeltöötluseks, et kujundada nende faasikoostist, kristallstruktuuri ning füüsikalisi omadusi. Naberthermi muhvelahju maksimaalne temperatuur on 1100 °C ning temperatuuriregulaator võimaldab salvestada enam kui kaheksa tööprogrammi. Toruahjud võimaldavad rakendada erinevaid temperatuuriprofiile ja kontrollitud temperatuurigradiente. RTP-ahi täiendab kompleksi kiirete kuumutustsüklite ja lühiajaliste lõõmutuste võimalusega.
Kontakt
Asukoht
Tallinna Tehnikaülikool
Ehitajate tee 5, Tallinn
Õppehoone U06
Kontaktisik
Labori juhataja, kaasprofessor tenuuris Marit Kauk-Kuusik
Mobiil: 55688092
Telefon: 6203360
E-post: [email protected]