Tallinna Tehnikaülikool

Materjali- ja keskkonnatehnoloogia instituudi doktorant Akram Abdalla Mohammed Ibrahim kaitseb 10. detsembril 2021 algusega kell 13:00 oma doktoritööd "Pulsed Laser Deposition of Zn(O,Se) Layers for Optoelectronic Applications" ("Impulsslaser–sadestatud Zn(O,Se) kiled optoelektroonseteks rakendusteks"). Kaitsmine toimub Tehnikaülikooli VI õppehoone ruumis U06-442 (Ehitajate tee 5) ning on jälgitav veebirakenduse Zoom vahendusel.

Mitmest erineva funktsionaalsusega kihist koosnevad õhukesekilelised päikeseelemendid on kõige lootustandvamad taastuvenergia allikad.  Õhukesekihilised päikeseelemendid koosnevad päikesevalgust neelavast kihist, puhverkihist, kontaktkihtidest ja valgust tagasipeegeldavast kihist. Tavapäraselt kasutatakse puhverkihina laia keelutsooniga ning sobivate elektriliste ja optiliste omadustega n-tüüpi pooljuhtmaterjali. 
Kõige tuntum puhverkihina kasutatav materjal on CdS, mida kasutatakse paljudes õhukesekilelistes päikeseelementides koos erinevate absorbermaterjalidega. Õhukesekileliste päikeseelementide rekordkasutegurid on saavutatud just CdS-puhverkihiga. Päikeseelementides kasutatav CdS-puhverkiht sadestatakse tavaliselt keemilise vanni meetodil. Vaatamata sellele, et CdS on väga hea puhvermaterjal ja suurepäraste optoelektroonsete omadustega, on CdS kasutamisel ka puudusi. Nimelt neelab ka CdS valgust põhjustades optilist kadu 350–550 nm lainepikkustel, lisaks on Cd vees lahustuvad ühendid mürgised. Seetõttu võivad CdS sadestusel tekkivad jääklahused avaldada mõju keskkonnale. Seetõttu on uus suund asendada CdS teiste materjalidega, nagu näiteks erinevate tsingil ning indiumil põhinevate puhverkihtidega. Viimased tulemused näitavad, et päikeseelement Zn(O,S) puhverkihi ning Cu(In,Ga)(Se,S)2 valgust neelava kihiga on saavutanud 23.35 %-lise kasuteguri. 
Tuginedes neile lootustandvatele tulemustele kasvatati antud doktoritöö raames Zn(O,Se) kui alternatiivse puhvermaterjali kilesid ning uuriti nende kilede omadusi. 

Juhendaja dotsent Sergei Bereznev (Tallinna Tehnikaülikool)

Oponendid:

  • vanemteadur Smagul Zh. Karazhanov (Energiatehnoloogia Instituut, Norra)
  • kaasprofessor Raivo Jaaniso (Tartu Ülikool, Eesti)

Doktoritöö on avaldatud Tehnikaülikooli raamatukogu digikogus.

Laeb infot...