Au-katodi orgaanisessa aurinkokennossa

Abstract

Aurinkokennojen avulla auringon valoenergiaa voidaan muuttaa sähköiseksi energiaksi. Käytössä olevien epäorgaanisten aurinkokennojen korvaaminen orgaanisilla vastineilla mahdollistaisi aurinkoenergian hyödyntämisen paljon nykyistä keveämmillä ja halvemmilla rakenteilla. Diplomityössä tutkitut kennorakenteet koostuivat kahden elektrodin väliin asetetusta elektroneja luovuttavasta donorikerroksesta ja elektroneja vastaanottavasta akseptorikerroksesta, joiden rajapinnalla valon synnyttämät virittyneet tilat, eksitonit, voivat hajota vapaiksi varauksenkuljettajiksi. Yläelektrodimateriaaliksi valittiin kulta, joka kestää hapettavia olosuhteita huomattavasti paremmin kuin aiemmissa mittauksissa käytetty alumiini. Sen lisäksi, että eri materiaalien toimintaa yhdessä kultaelektrodin kanssa tutkittiin, kennon toimintaa pyrittiin edelleen parantamaan lisäämällä perusrakenteeseen erilaisia funktionaalisia kerroksia ja kehittämällä kennojen valmistusprosesseja. Suurin osa orgaanisista kerroksista valmistettiin höyrystämällä termisesti tyhjiössä. Lisäksi käytettiin erilaisia liuosprosesseja. Valmistettujen kennojen toimintaa arvioitiin mittaamalla niiden virta-jännitekäyrät auringon säteilyä jäljittelevällä valolla valaistaessa. Työssä saavutetut kennojen elinajat olivat pitkiä yläelektrodina käytetyn kullan vuoksi.