Developing strategies for scientific excellence through Pak-Swed cooperation Utveckla strategier för vetenskaplig excellens genom Pak-Swed samarbete Pakistan is one of the youngest nations on the face of earth. Exploiting the potential of the youth through channelized training is a way forward to keep the development pace of the country at par with rest of the world, increasing the exposure to world class scientific development and also restrain them from being involved in unwanted activities. Thus, involving students in demanding areas of applied science is useful, especially those who have no access to world-matching standard of education.  In this proposal, we will focus on the training of science students of BS/MS level from less privileged areas of Pakistan and educate them in well-developed science centers of international standards in Pakistan and Sweden. The students involved in the project will be working on improving the efficiency of available solar cells by developing a capping layer with tailored TiO2. Ion implantation with different ion species will be extensively used for modification of TiO2. We expect that this new capping layer will enhance the efficiency of currently available solar cells.   The project of two years has unique possibilities to contribute to the training of students and to the field of photovoltaics because the involved teams have direct access to high quality material and deposition techniques, as well as ion implantation and complementary analysis equipment. In addition, there is a matching research interest in the participating groups and a long-lasting collaboration already exists. Huvudpunkten av detta projekt ligger på utbildning och färdighetsträning av yngre kvinnliga och manliga Bacherlor och Master-studenter från mindre utvecklade delar av Pakistan. Projektet syftar till att utnyttja ett redan existerande nätverk där en del är den mångåriga relation och forskningsutbyte som skett mellan Kungliga Tekniska Högskolan KTH (Anders Hallén) och National Centre for Physics (NCP) i Islamabad (Muhammad Usman). Till detta nätverk tillkommer en nod på University of Education i Dera Ghazi Khan, i en fattigare del av Pakistan, där en nyexaminerad kvinnlig PhD har tillträtt en tjänst, Rabia Yasmin Khosa. Genom detta nätverk ska yngre studenter i Pakistan få tillgång till avancerad forskningsinfrastruktur vid NCP och deltaga i internationella projekt.Den vetenskapliga delen av detta projekt rör vår planets ökande energibehov och nödvändigheten av meeffektiva och miljöanpassade metoder för att framställa energi, om kommande generationer ska ha en chans att klara sig här. Dagens förbränning av fossila bränslen måste då ersättas av hållbara lösningar, som ger våra barn och barnbarn samma möjligheter att leva sina liv, som har erbjudits tidigare generationer. En uppenbar källa till energi är solljuset som varje dag ger ett överskott av instrålad energi som motsvarar ca 10 000 gånger det som vi människor dagligen använder, t ex för transporter, värme, kyla, ljus och industriella processer. Den mest förädlade formen av energi som vi känner till idag är elektrisk energi. Denna form är relativt enkel att transportera och vi har uppfunnit mycket effektiva teknologier för att omvandla denna energiform till olika nyttigheter. Metoder för att kunna konvertera solljuset till elektrisk energi har därför en stor potential att kunna bidra till vår planets framtida fossilfria energiförsörjning. Det idag mest använda sättet är att utnyttja kiselbaserade solceller. Dessa är relativt billiga, men verkningsgraden är låg. Det pågår därför intensiv forskning för att hitta andra material, och kombinationer av material, som bättre tar till vara den instrålade solenergin. Samtidigt måste flera andra kriterier bli uppfyllda, t ex får materialet inte vara miljöfarligt eller dyrt och processerna som används för att tillverka solcellerna i detta material måste också vara enkla, billiga och lämpa sig för massproduktion. Många förslag har framkommit, men det är ännu inte möjligt att säga vilken solcell som kommer att användas i framtiden. Det viktiga nu är att på bred front undersöka många tänkbara varianter och låta resultaten styra. Det som föreslås i detta projekt är materialet titandioxid, TiO2. Det är ett vanligt förekommande ämne (=billigt), som används t ex som pigment i målarfärger och i solskyddskräm (=ofarligt). I sin normala form är detta material dock inte så lämpat för att absorbera solljus och att konvertera det till elektrisk ström, eftersom materialet absorberar mer av den ultravioletta strålningen (vilket är just den egenskap som gör det lämpat för solskyddskräm). Om man däremot modifierar materialet kan man skräddarsy egenskaperna så att precis rätt typ av ljus absorberas. I detta projekt ska vi använda jonstrålar för denna materialmodifiering. Denna metod ger stora möjligheter att förändra egenskaperna, dels genom att "skjuta" in andra atomer som förändrar elektriska och optiska egenskaper, dels genom att förändra strukturen i materialet och speciellt ytans struktur. Detta kan leda till att ytan blir hårdare och bättre står emot tidens tand och man kan även uppnå en hög antireflektivitet, som leder till att ytterst lite av solljuset reflekteras och i stort sett allt ljus absorberas och kan konverteras till elektricitet. Tanken med TiO2-skiktet är att använda det i modifierad form ovanpå ett annat solcellsmaterial och då samtidigt kunna utnyttja tre utomordentliga egenskaper hos skiktet: 1. Mekaniskt tåligt och långtidsstabilt 2. Antireflexivt 3. Kan skräddarsys till att komplettera det underliggande skiktets ljusabsorption