Tehokkaampia ja edullisempia aurinkokennoja

Columbia Universityn tutkijat ovat osoittaneet, että on mahdollista valmistaa aurinkokennoja, jotka ovat tehokkaampia kuin nykyiset piikennot käyttämällä uudenlaista materiaalia.

Ryhmä, jota johti kemian professori Xiaoyang Zhu, fokusoi tarmonsa uudenlaisiin aurinkokennojen ainesosiin, joita kutsutaan Hybrid Organic Inorganic Perovskites (HOIP).Saavutetut tutkimustulokset selittävät miksi nämä uudet materiaalit ovat tehokkaampia kuin perinteiset aurinkokennot.

Vuonna 2009 japanilaiset tutkijat osoittivat että oli mahdollista rakentaa aurinkokennoja HOIP-yhdisteistä ja että nämä kennot voivat tuottaa sähköä auringonvalosta vaikka kiteissä oli huomattava määrä vikoja.

Koska näiden kiteiden ei tarvitse olla niin täydellisiä, HOIPseja voidaan tuottaa suuressa mittakaavassa ja pienin kustannuksin, toisin kuin esimerkiksi piikennoja.

Viimeisten seitsemän vuoden aikana tutkijat ovat onnistuneet lisäämään HOIPsien muunnostehokkuutta 4 prosentista 22 prosenttiin.

Se mitä Columbian ryhmä löysi syyksi tähän, oli että kennon sisäisen energiahävikin määrä väheni yli kolmella kertaluokalla, mikä tehostaa HOIPseissa tapahtuvaa energian keruuta.

Tutkijoiden seuraavaa kysymys olikin mikä HOIPsien molekyylirakenteessa antaa niille ainutlaatuiset ominaisuudet? Miten elektronit välttävät vikakohtia, jotka normaalisti aiheuttavat sisäistä energiahävikkiä?

He havaitsivat, että sama mekanismi, joka hidastaa virittyneen elektronin energian jäähtymistä suojaa elektroneja myös törmäämästä materiaalin vikakohtiin. Tämä "suojaus" tekee HOIPit sokeaksi materiaalin vikakohdille, jolloin epätäydellinen materiaali käyttäytyy kuin täydellinen puolijohde.

HOIPsit sisältävät lyijyä, ja ovat myös vesiliukoisia mutta uusien löytöjen myötä materiaalitutkijat pystyvät todennäköisesti jäljittelemään niitä enemmän ympäristöystävällisillä materiaaleilla.

Aiheesta aiemmin:

Miten toimii perovskiitti aurinkokenno?