Aurinkokennoista

Aurinkokennoja on käytetty sähkön tuotantoon lähes 60 vuotta. Alkuun niitä käytettiin varsin pienimuotoisissa tehtävissä mutta uusiutuvien energioiden buumi on tuomassa niille merkittää roolia tulevaisuuden energiatuotannossa. Tämä on näkynyt myös aiheeseen liittyvän tieteellisen tutkimustyön vauhdittumisena.

Kun piihin perustuvissa kennoissa päästään parhaimmillaan noin 20 prosentin hyötysuhteisiin niin esimerkiksi brittiläisen QuantaSolin (nyk. JDSU) aikoinaan kehittämän kvanttikaivoilla valoa keskittävällä tekniikalla päästään jo 40 prosentin höytysuhteisiin.

Laajenevan kysynnän myötä kennoissa on siirrytty kalliimmista piimateriaaleista edullisempiin amorfiseen piihin ja ohutkalvorakenteisiin. Niiden muuntohyötysuhde on heikompi mutta eroa on saatu kavennettua erilaisin nanoteknisin pintakuviorakentein.

Tutkijat ovat kehitelleet kennorakenteisiin myös erilaisia pystysuuntaisia nanolankoja sekä nanoantenneja. Onpa tutkittu jopa aiemmin vähäiseksi arvioitua valon tuottamaa magneettista komponenttia.

Erilaisilla muoviin tukeutuvilla ohutkalvoilla pyritään erittäin edullisiin valmistuskustannuksiin ja siten suurempien alojen aurinkokennoihin, mikä sitten kompensoisi niiden heikompaa höytysuhdetta. Vuonna 1991 esiteltiin fotosynteesiä matkiva edullisista ohutkalvomateriaaleista koostuva Grazelin kennosto.

Auringonvaloa muunnetaan sähköksi myös keskittämällä sitä peileillä kiehuttamaan vettä turbiinihöyryn kehittämiseksi mutta myös generoimaan sähköä lämpösähköisillä pareilla. Nyt tutkijat ovat kehittäneet lämpöä tehokkaasti ilman peilejä kaappaavia materiaaleja.

Tiedepiireissä tutkitaan jo kolmannen polven aurinkokennojen tekniikoita. Niiden ominaispiirteenä on, että yhdestä kennoon tulevasta fotonista voidaan irrottaa kaksinkertainen määrä elektroneja sähköä tuottamaan. Toisaalta auringosta saapuvasta lyhytaaltoisesta säteilystä yli puolet on infrapunasäteilyä ja myös se olisi hyvä saada osallistumaan sähkön tuottoon.