Materjali- ja keskkonnatehnoloogia instituudi doktorant Mehmet Ender Uslu kaitseb 16. detsembril 2024 algusega kell 14:00 oma doktoritööd "Modification of the Optoelectronic Properties of Sb2Se3 Absorber Material for Photovoltaic Applications" ("Päikesepatarei absorbermaterjali Sb2Se3 optoelektroonsete omaduste muutmine"). Kaitsmine toimub Tallinna Tehnikaülikooli peamaja VI õppehoone ruumis U06-442 (Ehitajate tee 5).
Kvaasi-ühemõõtmeline materjal antimonseleniid (Sb₂Se₃) on viimasel ajal pälvinud laialdast tähelepanu, sest omab päikeseelemendi absorberina mitmeid eeliseid teiste kalkogeniidide ees. Sb2Se3 on madala toksilisusega, päikeseenergia elektrienergiaks muundamise jaoks optimaalse keelutsooniga, kõrge valguse neeldumiskoefitsendiga ning pika vähemus laengukandjate eluaega. Lisaks on Sb2Se3-l madal sulamistemperatuur, mis võimaldab materjali valmistamist madalatel temperatuuridel, andes sellega võimaluse vähendada õhukesekileliste päikeseelementide tootmiskulusid. Sb₂Se₃ kristallilisus ning optoelektroonsed omadused sõltuvad tugevalt materjali sünteesimise tingimustest, sh alusmaterjali tüübist, sünteesi või sadestamise temperatuurist, järeltöötlemise temperatuurist ning keemilisest keskkonnast. Need parameetrid mõjutavad ka päikeseelementide efektiivsust. Sb₂Se₃-põhiste päikeseelementide arendamisel on kolm peamist väljakutset: keeruline defektide keemia, madal laengukandjate tihedus ning anisotroopsed elektrilised omadused, mis sõltuvad kristallide orientatsioonist.
Doktoritöö põhineb kolmel eelretsenseeritud teadusartiklil, mille keskmes on ülaltoodud väljakutsed.
Doktoritöö tulemusena uuriti põhjalikult perspektiivse päikesepatarei absorbermaterjali Sb2Se3 optoelektroonseid ja struktuurseid omadusi, täites mõned teadmiste lüngad ning andes väärtuslikku teavet praeguste piirangute ületamise ja Sb₂Se₃-põhiste päikesepatareide tõhususe parandamise strateegiate kohta.
Doktoritöö on avaldatud Tehnikaülikooli raamatukogu digikogus
Juhendaja täisprofessor tenuuris Maarja Grossberg-Kuusk (TalTech)
Oponendid:
- vanemteadur Stela Canulescu (Taani Tehnikaülikool, Taani)
- professor Marco Kirm (Tartu Ülikool, Eesti)