Undersökning av dopning i organiska dioder och solceller

Organiska solceller har gjort stora framsteg med avseende på effektivitet och stabilitet under det senaste årtiondet. Oavsiktlig dopning är ett ofta förekommande fenomen i organiska halvledare. Orenheter och defekter i halvledarmaterialet kan ge upphov till dopning. Dessutom kan organiska halvledare dopas över tid då de kommer i kontakt med syre eller fukt. I takt med att andra egenskaper optimeras och effektiviteten stiger blir dopningen en allt viktigare förlustprocess att ta i beaktande i organiska solceller. Målet med detta arbete har varit att bättre förstå dopningens inverkan på organiska dioder och solceller. Tanken var att med hjälp av två olika dopningsmolekyler åstadkomma avsiktlig dopning och på så sätt kontrollerat undersöka och skapa en bättre förståelse av hur dopningen påverkar egenskaperna hos organiska halvledare i dioder och solceller. För att undersöka dopningen har en mätmetod som baserar sig på laddningsextraktion med hjälp av en linjärt ökande spänning, kallad CELIV, använts. Teorin för mätmetoden har utvecklats för att analysera godtyckliga dopningsprofiler och för att ta i beaktande dopningsprofilen vid bestämning av mobiliteten. Metoden har, genom de experiment som utförts, bekräftats fungera väl för undersökning av dopning i organiska tunnfilmsdioder. De två dopningsmolekyler som använts har testats framgångsrikt för dopning av polymererna P3HT och PBTTT. Under arbetets gång kunde en viktig orsak till oavsiktlig dopning identifieras. Som selektivt håltransportlager vid anoden är molybdentrioxid ett av de mest använda materialen. I detta arbete visas att molekyler från ett tunt lager av molybdentrioxid diffunderar in i halvledarlagret och orsakar dopning. Dopningen i P3HT:PCBM till följd av ett molybdentrioxidlager är så hög att även tunna solceller, kring 100 nm, kommer att påverkas negativt på grund av ökad rekombination. Dopningen till följd av diffusion av molybdentrioxid är ett resultat som visar på ett behov att hitta nya alternativa material för håltransport. Ett alternativ kunde vara att använda kraftigt dopade organiska halvledare. För detta ändamål kan den avsiktliga dopning som här testats vara relevant. De experimentella resultat som ingår i denna avhandling bekräftar att CELIV-metoden lämpar sig väl för att mäta dopningskoncentration och dopningsprofiler i organiska dioder samtidigt som man kan erhålla information om laddningstransporten i halvledarlagret.

Naturupplevelser tillsammans med barn och ungdomar: Utmaningar och glädjeämnen för lärare i årskurserna 1–9

Människors möten med naturen har under historiens gång inneburit både positiva och negativa känslor. Forskning har visat att naturupplevelser främjar människans psykiska och fysiska hälsa. Avhandlingen undersöker barns och lärares gemensamma naturupplevelser. De viktigaste frågeställningarna är att ta reda på vad som motiverar lärarna att gå ut i naturen med sina elever och vilka utmaningar de möter under vistelserna i naturen. Slutligen studeras implementering av naturupplevelser i skolans vardag. Nio lärare intervjuas i kvalitativa forskningsintervjuer om sin uppfattning om lärarrollen under visteler i naturen. Lärarnas sammanlagda erfarenhet sträcker sig från årskurs ett till årskurs nio i skolor på landsbygden och i städer. De viktigaste orsakerna till att lärarna går ut i naturen med sina elever är att eleverna ska få känna samhörighet med och respekt för naturen, lugn och ro i själen, gemenskap med kamraterna samt att få kunskap om naturen. Utmaningar inför utevistelser är dåligt självförtroende och osäkerhet hos en del lärare, som av de intervjuade lärarna får rådet att börja i all enkelhet med korta exkursioner samt att ta med en extra resursperson. Regn och kyla är en annan utmaning och läraren bör se till att eleverna har lämpliga kläder. Ibland uppstår problem med disciplin och negativ gruppdynamik, och en utmaning för läraren är då att verkligen hinna se alla elever. En utmaning kan vändas till glädje när elever klarar av att delta i äventyr i naturen. I intervjuerna framkommer att lärande är en del av naturupplevelserna. Inom många skolämnen kan man relatera till naturen och vara ute i skog och mark. Naturupplevelser inverkar enligt respondenterna positivt på lärande inom olika ämnen och de olika ämnena inverkar positivt på naturupplevelser. Eftersom alla elever inte vistas i naturen tillsammans med familj och vänner är det en viktig uppgift för skolan att ordna möjlighet för alla elever att få uppleva naturen.