Uudentyyppisiä painettavia aurinkokennoja varten kehitettyjen materiaalien kostumis- ja optisten ominaisuuksien analysointi

Aurinkokennot tulevat väistämättä olemaan yksi merkittävimmistä energianlähteistä tulevaisuudessa. Vaikka aurinkokennojen tuotantokustannukset ovat vielä korkeat, alan vahva tutkimus ja menetelmien kehitys tulee laskemaan kustannuksia ja lisäämään uusia käyttösovelluksia. Yksi lupaavimmista ja kustannustehokkaimmista aurinkokennojen tuotantomenetelmistä on painettava elektroniikka. Rullalta rullalle -menetelmän avulla aurinkokennoja voidaan painaa lähes yhtä nopeasti kuin sanomalehteä.

Tämän väitöskirjatutkimuksen tavoitteena on lisätä tietoa orgaanisten aurinkokennojen valmistuksesta ja optimaalisten olosuhteiden kehittämisestä tuotantoa varten. Väitöskirjassa paneudutaan valmistuksessa yleisesti käytettyihin tekniikoihin ja materiaaleihin sekä selvitetään aurinkokennojen käyttö- ja tuotantoperiaatteet. Lisäksi se tarjoaa yksityiskohtaisen katsauksen useista painetun elektroniikan alalla käytettävistä painamismenetelmistä ja materiaaleista. Väitöskirjassa esitetään myös kostumisprosessin keskeiset periaatteet, sillä käytettävien materiaalien kostumisominaisuudet vaikuttavat suuresti painamistulokseen.

Tutkittujen materiaalien kostumisominaisuuksien analysoinnissa on käytetty kontaktikulmamittausta, joka perustuu Thomas Youngin jo vuonna 1805 kehittämään kaavaan. Menetelmää hyödynnetään paljon sekä insinööritieteissä että luonnontieteissä. Tässä väitöskirjatyössä on keskitytty aurinkokennoihin ja kontaktikulmamittauksen muut käyttökohteet on esitelty vain lyhyesti. Esitetty lähestymistapa on siis vain yksi kontaktikulmamittauksen monista mahdollisista sovellutuksista.

Työssä saavutettuja tuloksia voidaan hyödyntää elektroniikan painamisessa tuotettavien kerrosten pintamorfologian kontrolloinnissa, mikä edesauttaa koko painamisprosessin kehittämistä. Vaikka väitöskirjatyö keskittyy orgaanisiin aurinkokennoihin, tuotettua tietoa voidaan hyödyntää myös lukuisissa muissa painettavan elektroniikan sovelluksissa laitteesta tai rakenteesta riippumatta.