Entistä tehokkaampia aurinkokennoja

Korean energiatutkimusinstituutin (KIER) aurinkosähkön tutkimusosasto on saavuttanut edistysaskeleita puolittain läpinäkyvien perovskiittiaurinkokennojen vakaudessa ja tehokkuudessa.

Näitä kennoja voidaan käyttää sekä ikkunoina että tandem-aurinkokennojen kokoamisessa.

Puoliläpinäkyvien perovskiittisten aurinkokennojen valmistuksen ongelmana on ollut korvata normaalien aurinkokennojen metallielektrodit läpinäkyvillä elektrodeilla.

Korealaisten nyt kehittämä prosessi johti puoliläpinäkyviin perovskiittisiin aurinkokennoihin vaikuttavalla 21,68 %:n hyötysuhteella, mikä on korkein kaikista läpinäkyvistä perovskiittisista aurinkokennoista.

Lisäksi tutkimustyö osoitti yli 99 prosenttisen tehokkuuden säilymisen 400 tunnin ajan pimeässä säilytyksessä ja yli 240 tunnin ajan jatkuvasti valaistuissa käyttöolosuhteissa.

Tutkimusryhmä sovelsi kehitettyjä aurinkokennoja myös tandem-aurinkokennojen huippukennoiksi ja loi maan ensimmäiset bifacial tandem-aurinkokennot, jotka hyödyntävät sekä takaa heijastuvaa valoa että etupinnalta tulevaa valoa.

Tutkijoiden mukaan heidän ratkaisu on helposti toteutettavissa, mikä osoittaa suurta potentiaalia kehitetyn teknologian tulevaan käyttöön.

Paderbornin yliopiston fyysikot ovat puolestaan käyttäneet monimutkaisia tietokonesimulaatioita kehittääkseen uuden suunnitelman huomattavasti aiempaa tehokkaammille aurinkokennoille. Tehokkuuden kasvun saa aikaan ohut kerros orgaanista tetraseenia.

Piiaurinkokennot hallitsevat tällä hetkellä markkinoita, mutta niillä on tehokkuusrajansa", selittää fyysikko Wolf Gero Schmidt. Yksi syy tähän on se, että osa lyhytaaltosäteilyn energiasta ei muutu sähköksi, vaan ei-toivotuksi lämmöksi.

Schmidt selittää: "Tehokkuuden lisäämiseksi piiaurinkokenno voidaan varustaa orgaanisella kerroksella, joka on valmistettu esimerkiksi puolijohdetetraseenista.

Lyhytaaltoinen valo absorboituu tähän kerrokseen ja muuntuu korkean energian eksitoneiksi jotka sitten hajoavat tetraseenissa kahdeksi matalaenergiseksi viritykseksi. Jos nämä viritteet saadaan onnistuneesti siirrettyä piiaurinkokennoon, ne voidaan muuntaa tehokkaasti sähköksi ja näin lisätä käyttökelpoisen energian kokonaissaantoa."

Tutkijoiden tekemät tietokonesimulaatioiden tulokset ovat todella yllättäviä. Ne antavat myös tarkat viitteet uudentyyppisen huomattavasti paremman hyötysuhteen aurinkokennon suunnitteluun, fyysikko Schmidt toteaa yliopistonsa tiedotteessa.

Aiheesta aiemmin:

Kvanttipisteisiä aurinkosähkökennoja

Kuupölystä aurinkokennoja