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.

Pilotprojektet ANDT på schemat : en satsning för ökad kunskap och minskad ANDT-användning i Dalarna (Utvärderingsrapport)

Länsstyrelsen Dalarna och Borlänge kommun startade höstterminen 2013 pilotprojektet ANDT på schemat – En satsning för ökad kunskap och minskad ANDT-användning i Dalarna. Förutom att syftet var att eleverna skulle få möjlighet att förbättra sina kunskaper om temat ANDT skulle undervisningen även bidra till att utveckla elevernas kritiska tänkande och förmåga att reflektera över sina värderingar och attityder. Eleverna skulle också ges möjligheter att utveckla sina förmågor att söka information via internet, kritiskt granska källor, träna att arbeta i projektform samt skriva en projektrapport. Syftet med utvärderingen är att beskriva och tolka på vilka sätt ett nyutvecklat kursmaterial för att undervisa om ANDT-frågor uppfattas fungera i praktiken. Följande frågeställningar formuleras med utgångspunkt i detta: Hur uppfattar de medverkande lärarna och eleverna att pilotprojektet ANDT på schemat fungerade avseende att:   utveckla elevernas kunskaper om ANDT-frågor  påverka elevernas motivation och intresse för ökad kunskap inom ANDT-området påverka elevernas värderingar och attityder inom ANDT-området utveckla elevernas förmågor att söka information på internet och att kritiskt granska källor utveckla elevernas förmågor att arbeta projektinriktat i grupper samt att skriva en projektrapport   Data har samlats in genom enkätundersökning till de elever som deltog i pilotprojektet, genom intervjuer med lärarna, observationer vid klassrumsbesök och de rapporter som eleverna producerade under projekttiden. Resultatet redovisas tematiserat och följer de tre faser som undervisningen i ANDT på schemat byggdes upp runt, d.v.s. startblock, resa och målgång. Erfarenheterna från projektet visar bl.a. att en majoritet av eleverna svarade att de fick tillräcklig information både om ämnesinnehåll och att de förstod hur arbetet skulle genomföras. Alla elever var dock inte med ”på tåget”. Det var cirka 15 procent av eleverna som ansåg att de inte hade fått en bra introduktion till temat, men framför allt var det drygt 20 procent av flickorna och nästan 30 procent av pojkarna som uppgav att de inte fått tydliga instruktioner till hur arbetet skulle genomföras. Under arbetets gång var det sedan cirka 15 procent av eleverna som uppgav att arbetet i deras grupp inte fungerade och drygt 15 procent av flickorna och drygt 20 procent av pojkarna som svarade att alla i deras grupp inte medverkade i arbetet. En relativt liten andel (knappt 10 %) ansåg att de inte fick det stöd och hjälp i arbetet som de behövde. Det var även relativt många som tyckte att det inte var lika givande att arbeta projektinriktat i grupper som det är med ”vanlig” undervisning, 17 procent av flickorna och 24 procent av pojkarna. Dessa elever tycker inte heller att det var vare sig ett roligt, intressant eller meningsfullt sätt att arbeta på. En överväldigande majoritet av eleverna upplever ändå att deras kunskaper om ANDT-frågor hade förbättrats. I det avseendet framstår det sätt som att undervisningen genomförts på som att det har fungerat väl, liksom att eleverna har utvecklat sin förmåga att söka information och värdera källor på internet. Många av eleverna säger också att de utvecklat sin förmåga att skriva en projektrapport. Däremot förefaller det vanskligt att veta något mer bestämt om hur elevernas attityder och värderingar påverkats. En positiv tolkning kan dock vara att många elever fått upp ögonen för det riskfyllda med att nyttja alkohol, narkotika, dopning och tobak och därför också i en del avseenden omprövat sina tidigare ståndpunkter. Resultatet av projektet visar att det verkar finnas en potential för utveckling av startblocket, framför allt genom att lägga mer tid på introduktionen av ämnesinnehållet och att ge mer utrymme åt att beskriva hur arbetet är tänkt att genomföras. Det verkar också finnas en förbättringspotential genom att erbjuda eleverna hjälp och stöd under hela processen och att lärarna är uppmärksamma på hur samarbetet i grupperna fungerar. Det framstår som att lärarens roll som ledare för arbetsprocessen än mer behöver sättas i centrum. Resultatet kan sammanfattas som att en överväldigande majoritet av eleverna upplever att deras kunskaper om ANDT-frågor förbättrats. I det avseendet framstår det sätt som att undervisningen genomförts på som att det har fungerat väl. När det däremot gäller elevernas intresse för att arbeta med ämnesövergripande projektarbete i gruppform är bilden mera splittrad. Det är visserligen en klar majoritet av eleverna som anger att detta sätt att arbeta både är roligt, intressant och meningsfullt och att de kan rekommendera andra elever att arbeta på detta sätt. Mot detta står att runt 20 procent av eleverna säger att de inte alls uppskattar denna arbetsform. Detta skapar svårigheter om målet är att alla elever ska vara delaktiga i undervisningen. Å andra sidan förefaller det sannolikt att även när andra undervisningsformer används så attraheras inte heller då alla elever. En slutsats i det avseendet är att det, trots att alla elever inte uppskattar detta sätt att arbeta, mycket som talar för att detta sätt att undervisa framstår som värt att utveckla vidare.