Turkulainen läpimurto nosti orgaanisten aurinkokennojen käyttöiän maailmanennätykseen

Åbo Akademin tutkijat ovat tunnistaneet ja eliminoineet aiemmin tuntemattoman orgaanisten aurinkokennojen häviömekanismin.

Saavutuksen ansiosta niin kutsuttujen nip-kennojen tehokkuutta ja käyttöikää on mahdollista parantaa nykyisestä huomattavasti.

Tutkijat havaitsivat, että kennojen metallioksidinen pohjakontakti luo kapean rekombinaatioalueen, joka johtaa valosähkövirran häviöön.

Kun he levittivät pohjakontaktin päälle ohuen liuosfaasissa valmistetun piinitridikerroksen, rekombinaatioalue katosi.

Åbo Akademin orgaanisen elektroniikan ryhmään kuuluvien Ronald Österbackan, Sebastian Wilkenin ja Oskar Sandbergin yhteistyökumppanina tutkimuksessa toimi kiinalainen Suzhou-instituutti.

Tutkimusartikkelin julkaisi Nature Photonics.

Yli 18 prosentin hyötysuhde ja 16 vuoden ennustettu käyttöikä

Tutkimuksessa saavutettiin yli 18 prosentin hyötysuhde käänteisen rakenteen aurinkokennoissa, joiden pinta-ala oli yksi neliösenttimetri.

Samalla ylittyi myös orgaanisten aurinkokennojen korkein tähän mennessä raportoitu käyttöikä. Uusi ennätys on 24 700 tuntia valkoisen valon valaistuksessa, mikä vastaa yli 16 vuoden ennustettua käyttöikää.

Käyttöiän kannalta on eduksi, että aurinkokennon ylin kontaktikerros valmistetaan vakaimmasta mahdollisesta materiaalista.

Käänteisen rakenteen kennot eli nip-kennot ovat kestävä vaihtoehto, mutta niiden hyötysuhde ei toistaiseksi ole ollut tavanomaisen rakenteen kennojen tasolla.

Houkuttelevat kaupalliset mahdollisuudet

Orgaanisilla aurinkokennoilla on houkuttelevat kaupalliset mahdollisuudet, koska ne ovat kevyitä ja joustavia ja niiden tuotantoprosessi on energiatehokas.

Tehontuoton hyötysuhde on viiden viime vuoden aikana noussut huomattavasti.

Parhaissa laboratoriovalmisteisissa tavanomaisen rakenteen aurinkokennoissa hyötysuhde on tätä nykyä jo yli 20 prosenttia.

Kennojen käyttöikää on vielä parannettava, sillä auringonvalolle ja ilmalle altistuvat materiaalit ovat herkkiä hapettumiselle.

Teksti: Päivi Ikonen/ Kemiamedia.fi

Kuvituskuva: Pixabay. Käänteisten orgaanisten aurinkokennojen käyttöikä voi Åbo Akademissa tehdyn löydön ansiosta venyä yli 16 vuoteen.