Detta arbete syftade till att svara dels på vilka solcellstyper som finns på den svenska marknaden och vad som skiljer dem åt, dels hur förutsättningarna ekonomiskt ser ut för solceller i Sverige. Arbetets metod bestod av en litteraturstudie och en marknadssammanställning. Resultatet visade på att solceller finns etablerade på den svenska marknaden och att det är monokristallina och polykristallina kiselsolceller som dominerar utbudet. Kiselceller har fördelen att grundämnet finns i stor koncentration på jorden men de kräver en energikrävande process för tillverkningen. Vidare visade resultatet att en mindre del av marknaden utgörs av tunnfilmssolceller av CIGS och CdTe. Tunnfilmerna har en tjocklek ned till en mikrometer och har en tillverkningsprocess som är enklare och mindre energikrävande. Förutsättningarna för solceller i Sverige är betydligt sämre än för sydligare länder och även inom Sverige varierar förutsättningarna stort. Endast med hjälp av flera subventioner kan solceller i mindre skala göras ekonomiskt hållbara idag. / The purpose of this paper was to examine which types of solar cells are available on the Swedish market, their technical properties and the economic conditions for photovoltaics in Sweden. The method consisted of a literature study and a market survey. The result showed that photovoltaics are well established on the Swedish market and that it is monocrystalline and polycrystalline silicon solar cells which dominate. Silicon cells have the advantage of an unlimited supply of the chemical element. However the manufacturing process is an energy consuming. Furthermore, the results showed that a small part of the market is made up of thin film solar cells of CIGS and CdTe. Thin films have a thickness down to a micrometer and the manufacturing process is easier and less energy consuming. The condition for photovoltaics in Sweden is less favorable than in countries situated further south. The prerequisite also varies largely in Sweden. Only with the help of subsidies may photovoltaic on a smaller scale be made economically viable today.

Lead-based piezoelectric materials, such as PbZrxTi1-xO3 (PZT), have attracted considerable attention and have been widely used in actuators, sensors and transducers due to their excellent electric properties. However, considering the toxicity of lead and its oxides, environmentally friendly lead-free piezoelectric materials are attracting more attention as potential replacements for PZT. Among them, Bi0.5Na0.5TiO3 (BNT)-based materials exhibit good electrical properties and electromechanical coupling response. In this work, the 0.97Bi0.5Na0.5TiO3-0.03BiAlO3 (BNTBA) thin films (~120 nm thickness) were successfully prepared using the pulsed laser deposition (PLD) method on Pt/TiO2/SiO2/Si substrates. The effects of substrate temperature, oxygen pressure, laser repetition rate, and post-annealing treatment were investigated. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM) are used to study the structure of the films and the ferroelectric and dielectric properties are measured. The results show that it is necessary to introduce excess sodium and bismuth to compensate for their evaporation in further thermal treatment. The values of remnant polarization increase from 8.7 μC/cm2 to 12.3 μC/cm2 with the introduction BiAlO3. The dielectric constant increases from 600-550 to 710-600 and the dielectric loss increases from 4.2% to 6.7% at higher frequency when the oxygen pressure increases from 20 Pa to 30 Pa. / Blybaserade piezoelektriska material, såsom PbZrxTi1-xO3 (PZT), har väckt stor uppmärksamhet och har använts i stor utsträckning på grund av deras utmärkta elektriska egenskaper. Men med tanke på toxiciteten hos bly och dess oxider lockar miljövänliga blyfria piezoelektriska material mer uppmärksamhet från forskare som potentiella utbyten för PZT. Bland dem uppvisar Bi0.5Na0.5TiO3 (BNT) -baserade material bra elektriska egenskaper och elektromekanisk kopplingssvar. I detta arbete framställdes 0,97Bi0.5Na0.5TiO3-0.03BiAlO3 (BNTBA) tunna filmer (~ 120 nm tjocklek) med användning av pulserad laseravsättningsmetod på Pt / TiO2 / SiO2 / Si-substrat. Effekterna av substrattemperatur, syretryck, laserrepetitionshastighet och efterglödande behandling undersöktes. Röntgendiffraktions (XRD) och skanningelektronmikroskop (SEM) används för att studera filmens struktur och de ferroelektriska och dielektriska egenskaperna mäts. Resultaten visar att det är nödvändigt att införa överskott av natrium och vismut för att kompensera för deras avdunstning vid vidare termisk behandling. Värdena för återstående polarisation ökar från 8,7 μC / cm2 till 12,3 μC / cm2 med introduktionen BiAlO3. Den dielektriska konstanten ökar från 600-550 till 710-600 och den dielektriska förlusten ökar från 4,2% till 6,7% vid högre frekvens när syretrycket ökar från 20 Pa till 30 Pa.

ITO is widely regarded as the optimal TCO for serving as front window layer in PSK/c-Si tandem solar cells. It is known to effectively mitigate several stability issues present in perovskite solar cells while demonstrating excellent lateral conductivities and optical transparency across the entire solar spectrum. However, due to the damaging effects of traditional magnetron sputtering methods on the underlying cell precursor and the limited range of annealing temperatures viable for maintaining the stability of Perovskite Solar cells, realizing the full capability of ITO layer is constrained. This investigation focuses on developing and optimizing the front Indium Tin Oxide (ITO) layer properties for high-efficiency monolithic Perovskite/PERC tandem solarcells. The study employs two widely employed industrial techniques, Magnetron Sputtering and Screen Printing for the deposition of ITO thin-films and subsequent metallization of Ag front contacts. The sputtering process parameters, namely the carrier speed, O2 : Ar ratio, and the sputter power were varied to obtain an optimized ITO layer, which exhibited a thickness of 53nm, Rsheet of 107 ohm/□, mobility of 37 cm2/V s, and 90 % average optical transparency between 400−1200nm. A low contact resistivity of 5.4mΩ·cm2 was achieved between the ITO and metal contacts which is the lowest reported value for ITO annealed at low temperature (140 °C). Champion cells, featuring Perovskite on Ohmic substrate and 2T perovskite/PERC tandem cells, exhibited high VOC values of 1.116 V and 1.75 V on 0.97 cm2 cell aperture areas and cell efficiencies of 17.2 % and 23.85 %. Additionally, a large area (158.7 cm2) tandem cell was also fabricated which demonstrated an excellent VOC of 1.75 V . The results of this investigation demonstrates the versatility of ITO layer properties achievable at low-temperatures through Magnetron sputtering and underscores the potential of existing commercialized technologies for the fabrication of high-efficiency tandem solar cells. / ITO anses allmänt vara den optimala TCO för användning som frontfönsterskikt i PSK/c-Si tandemsolceller. Den är känd för att effektivt mildra flera stabilitetsproblem som finns i perovskitsolceller samtidigt som den uppvisar utmärkt lateral konduktivitet och optisk transparens över hela solspektrumet. På grund av de skadliga effekterna av traditionella magnetronförstoftningsmetoder på den underliggande cellprekursorn och det begränsade intervallet av glödgningstemperaturer som är användbara för att upprätthålla stabiliteten hos perovskitsolceller, begränsas dock ITO-skiktens fulla kapacitet. Denna undersökning fokuserar på att utveckla och optimera egenskaperna hos det främre Indium Tin Oxide (ITO)-skiktet för högeffektiva monolitiska Perovskite/PERC tandemsolceller. I studien används två allmänt använda industriella tekniker, magnetronförstoftning och screentryckning, fördeponering av ITO-tunnfilmer och efterföljande metallisering av Ag-frontkontakter. Parametrarna för sputteringsprocessen, nämligen bärarhastigheten, förhållandet O2 : Ar och sputterkraften varierades för att få ett optimerat ITO-lager, som uppvisade en tjocklek på 53nm, Rsheet på 107 ohm/□, rörlighet på 37 cm2/V s och 90 % genomsnittlig optisk transparens mellan 400 − 1200 nm. En låg kontaktresistivitet på 5.4mΩ.cm2 uppnåddes mellan ITO och metallkontakterna, vilket är de lägstarapporterade värdena för ITO glödgat vid låg temperatur (140 °C). Champion-cellerna, med perovskit på ohmskt substrat och 2T perovskit/PERC tandemkonfigurationer, uppvisade höga VOC-värden på 1.116 V och 1.75 V på 0.97 cm2 cellaperturområden och cellverkningsgrader på 17.2 % och 23.85 %. Dessutom tillverkades en tandemcell med stor area (158.7 cm2) som uppvisade en utmärkt VOC på 1.75 V . Resultaten av denna undersökning visar mångsidigheten hos ITO-skiktets egenskaper som kan uppnås vid låga temperaturer genom magnetronförstoftning och understryker potentialen hos befintliga kommersialiserade tekniker för tillverkning av högeffektiva tandemsolceller.

Perovskit solceller (PSCs) är kända som 'ljusomvandling' enheter med ökad omvandlingseffektivitiet (PCE). PSCs är kända för detta flexibilitet och hög tolerans mot defekter och består av fem lager med olika material och egenskaper. De fem lagren är följande; transparant elektrod, elektron ledande lager (ETL), perovskit lager, hål ledande lager (HTL) och metallelektroden.  Detta forskningsarbete fokuserar på metallelektroden (Cu-tunn film), HTL (CuI-tunn film) och det aktiva lagret (CuI-komplex).  Syftet med denna studie är att undersöka effekten av olika tjocklekar på ytans morfologi och grovhet för att se mängden jod som tränger sig genom filmen genom att beräkna volymen.  Resultatet av denna studie visar att ökad tjocklek leder till ökad grovhet. Man ser även att en ökad tjocklek leder till ett mer homogent och jämn yta, och dessutom ökar kornstorleken, vilket tyder på att kvaliten av kristallisationen förbättras.  Slutligen, genom att känna till tjockleken och storleken (arean) på ytan av proverna kunde man beräkna volymen för att indikera mängden jod som trängt sig genom filmen. Resultatet av denna del indikerade att ju tjockare provet är, desto mer kommer jod att tränga sig genom filmen. / Perovskite solar cells (PSCs) are known as light-harvesting devices with increased power conversion efficiencies (PCE). PSCs are known for their flexibility and high tolerance towards defects. It consists of five different layers with different materials and functions. Transparent electrode, electron transport layer (ETL) , perovskite or active layer , hole transport layer (HTL) and metallic electrode. In this research project, the focus is directed towards the metallic electrode (Cu-thin film), hole transport layer (CuI-thin film) and the active layer (CuI-complex). The purpose of this study is to investigate the effect of different thicknesses on the surface morphology and roughness and to see how much iodine is diffusing through the film by calculating the volume.  The results of this project present that the increase in thickness leads to an increase in roughness. It also shows that an increase in thickness leads to a more homogeneous and uniform surface and in addition the grain size increases which indicates that the quality of crystallization improves. Finally, by knowing the thickness and surface area of the samples the volume was calculated to indicate how much iodine is diffusing through the film and the results for this part indicated that the thicker the sample, more iodine will diffuse through the film.

In this master thesis, performed at Sandvik Coromant Västberga (Stockholm), a comprehensive study has been made to investigate the wear on textured alumina (Inveio™) coated cutting tools when turning low-alloy steels. Specifically, wear studies have been made on tools’ rake faces when turning two separate batches of SS2541, after an initial turning time of 4 min. A particular focus has been given to elucidate what particular role the inclusions might have for the wear of the alumina coating onthe tools. Evaluation of tool wear has been made by employing several different analytical techniques, such as LOM, SEM, Wyko, Auger-spectrometry (AES), EPMA and XRD. The results shows that the arisen wear marks on both tested tool types may be divided into three separate and highly distinguishable wear zones, denoted here in thiswork as “wear bands”. Largest amount of wear tended to occur initially at the topmost part of the 3rd wear band. This was true for both tested tool types. This area demonstrated a characteristic 'lamellar' wear pattern, composed of narrow andstructured ridges. All the tools tested demonstrated the adhesion of workpiece materials of various composition that formed into smeared layers in these formed ridges. Depth-profiling Auger-spectrometry revealed that a significant amount of calcium was present in the machined alumina coating layers. This suggests that a reaction between the calcium-containing inclusions found in the steel and the aluminacoating layer had occurred during the performed turning tests.These results arecontradictory to the general belief that alumina is chemical inert during machiningand has previously, to the authors knowledge, not yet been published. Based on the results from this thesis and from a literature review concerning thebehavior of α-alumina during deformation, a new theoretical wear model has been developed. In this model, it is emphasised that the sliding of hard inclusions from the steel may activate pyramidal slip systems in the textured alumina coating. This causes a nano-crystallisation and/or amorphisation in the topmost part of the coating, which facilitates the further wear of these coated tools. / I detta examensarbete, som har utförts vid Sandvik Coromant i Västberga (Stockholm), har en omfattande studie gjorts i syfte att undersöka slitaget på texturerad aluminiumoxid-belagda skärverktyg (Inveio™) vid svarvningen av låglegerade stålsorter. Förslitningsstudier har framförallt gjorts på verktygens spånsidor vid svarvningen av två separata batcher av stålsorten SS2541 efter en inledande ingreppstid på 4 min. Ett särskilt fokus har även ägnats åt att belysa vilken roll stålets inneslutningar kan ha för slitaget av aluminiumoxidbeläggningen. Utvärderingen av verktygsslitaget har gjorts med hjälp av flera olika analytiska tekniker, däribland LOM, SEM, Wyko, Auger-spektrometri (AES), EPMA samt XRD. Resultaten från detta examensarbete visar på att det uppkomna slitaget på de verktyg som har testats kan uppdelas till tre separata och mycket distinkta ”slitagezoner”. Dessa zoner har för detta arbete benämnts som ”nötningsband”. Störst förslitning framträdde initialt i den översta delen av det 3:e nötningsbandet på de testade skärverktygen. Detta område uppvisade ett karaktäristiskt ”lamell”-liknande utseende, bestående av smala och strukturerade åsar och skåror. Vidare uppvisade samtliga undersökta verktyg på förekomsten av påsmetat arbetsmaterial av varierande sammansättning i dessa bildade åsar. När de slitna verktygen undersöktes med djuprofilerande Auger-spektrometri påvisades det att en signifikant mängd kalcium fanns inuti aluminiumoxidbeläggningen. Detta tyder på att en reaktion mellan de kalciuminnehållande inneslutningarna (som finns inuti stålet) och aluminiumoxidbeläggningen har reagerat med varandra under bearbetningsförloppet. Dessa resultat är motsägande till den allmänna uppfattningen om att aluminiumoxid är kemiskt inert vid bearbetningen av stål. Därutöver har dessa resultat även, till författarens kännedom, aldrig tidigare publicerats. Baserat på de resultat som har erhållits från detta examensarbete, och från en omfattande litteraturstudie gällande deformationen av α-aluminiumoxid, har en ny teoretisk förslitningsmodell utarbetats. I denna modell betonas det särskilt att glidningen av hårda inneslutningar från stålet kan aktivera s.k. pyramidala glidsystem i den texturerade aluminiumoxidbeläggningen. Detta orsaker en nano-kristallisering och/eller amorfisering av den översta delen av aluminiumoxidbeläggningen.  Denna omvandling tros kunna underlätta den fortsatta förslitningen av dessa belagda skärverktyg.

Thin film coatings of ZnO, TiO2, CeOX and BiOX have been deposited on soda lime silica glass through spray pyrolysis. The effects on the optical properties of the coated glass, as well as the possible impacts on the life expectancy and energy efficiency of PV-modules have been studied. ZnO and TiO2 coatings both reduced the transmission of UV radiation of wavelengths destructive to PV-modules. Therefore, both have the potential to increase the life expectancy of PV-modules if used on cover glass. The ZnO thin film also showed an increase in photoluminescence at 377 nm when radiated with UV radiation of 325 nm while TiO2 reduced the photoluminescence. ZnO coatings on the cover glass have the potential to increase the efficiency of PV-modules in addition to UV protection. No CeOX or BiOX films were found to be deposited with the method used. The ZnO and TiO2 coated samples showed a decrease in transmission of light, due to increased reflection and possibly scattering. This needs to be addressed if these kinds of coatings are going to be beneficial for Si PV-modules.

Ohmic contacts are crucial components in semiconductor devices such as transistors and diodes, and lowering their contact resistance is an important factor in device performance enhancement. This is especially important for low-noise amplifiers (LNAs) where device noise temperature decreases both directly and indirectly with decreasing contact resistance. This becomes relevant in quantum computers operated at cryogenic temperatures as LNAs constitutes the 4 K quantum bit (qubit) readout signal amplification chain. The goal of this project is to investigated the superconducting element niobium (Nb) as contact material for indium phosphide (InP) high-electron-mobility transistors (HEMTs), being the active component in cryogenic high-frequency LNAs. For contact and barrier resistance determination, test structures were fabricated and utilized according to the transfer length method(TLM) and the recess TLM respectively. Measurements were performed in room temperature as well as in cryogenic temperatures below and above Nb’s bulk transition temperature of 9.25 K. The results show low-resistance Nb-based ohmic contacts for n-In0.65Ga0.35As, with the non-alloyed Nb(50 nm)/Au(100 nm) stack yielding a room temperature contact resistivity of (9.4 ± 0.5) × 10−8 Ωcm2. For all contacts the contact resistivity increased moving to cryogenic temperatures, as expected when electron occupation of high-energy states decreases. At cryogenic temperatures nosuperconducting transition was observed, attributed to the Nb layer thickness being roughly equal to its coherence length. Considering the effective barrier resistance, the Ni/Ge/Au/Nb/Au alloyed contact had the lowest room temperature resistance, reporting 143 Ω µm. In cryogenic temperatures the effective barrier resistance unexpectedly decreased in all contacts. The Nb/Au contact showed the best cryogenic performance, with a barrier resistance of 28 − 37 Ω µm. This indicates great potential for non-alloyed Nb/Au contacts in cryogenic InP HEMTs. / Alla halvledarkomponenter, som dioder och transistorer, har ohmska kontakter. Att sänka kontaktresistansen hos de ohmska kontakterna är ett sätt att höja prestandan hos en komponent. Särskilt gäller detta för lågbrusförstärkare, som har en brustemperatur som minskar både direkt och indirekt med avtagande kontaktresistans. För kvantdatorer som måste kylas till kryogena temperaturer för att fungera är detta relevant eftersom förstärkningen av utläsningssignalen från kvantbitar sker via lågbrusförstärkare vid 4 K. Målet för detta examensprojekt är att undersöka ohmska kontakter baserade på det supraledande materialet niobium (Nb) i indiumfosfidbaserade högelektronmobilitetstransistorer, som är den aktivakomponenten i kryogena högfrekvens-lågbrusförstärkare. För bestämning av kontaktoch barriärresistans producerades teststrukturer enligt Transfer Length-metoden (TLM) respektive etsad TLM. Mätningar genomfördes i rumstemperatur samt vid kryogena temperaturer både över och under niobiumets kritiska temperatur på 9.25 K. Resultatet visar låg kontaktresistans för Nb-baserade ohmska kontakter på n-In0.65Ga0.35As. Den icke-legerade Nb(50 nm)/Au(100 nm)-kontakten hade en kontaktresistivitet på (9.4 ± 0.5) × 10−8 Ωcm2 . Vid kryogena temperaturer ökade kontaktresistansen för samtliga Nb-baserade kontakter, vilket är förväntat då färre elektroner fyller högenergitillstånd. Inget supraledande tillstånd observerades vid kryogena temperaturer, vilket kan förklaras av att tjockleken på niobiumlagret var ungefär lika med dess koherenslängd. Lägst barriärresistans vid rumstemperatur hade den legerade Ni/Ge/Au/Nb/Au-kontakten, med ett värde på 143 Ω µm. Vid kryogena temperaturer skedde en oväntad minskning hos barriärsresistansen hos samtliga kontakter, där den lägst barriärsresistans uppmättes på den icke-legerade Nb/Au-kontakten, 28 − 37 Ω µm. Slutsatsen som dras är att det finns stor potential för användning av icke-legerade Nb/Au-kontakter för kryogena lågbrusförstärkare baserade på indiumfosfid.