Uudenlaisten aurinkokennojen ikääntymistutkimuksessa suuria puutteita
Perovskiitti- ja väriaineherkistetyistä aurinkokennoista on kaavailtu energiatehokkaampia ja edullisempia haastajia nykyisille piistä valmistetuille kennoille. Haastajakennojen kehitys on toistaiseksi painottunut hyötysuhteen tutkimiseen ja sen parantamiseen, vaikka myös kennojen stabiliteetti eli elinikä vaikuttaa merkittävästi niiden yleistymiseen.
Aalto-yliopiston tutkijat analysoivat 261 perovskiitti- ja väriaineaurinkokennolle tehtyä ikääntymistestiä. Niissä tutkittiin kennojen ikääntymistä eli hyötysuhteen laskua ajan kanssa. Testien raportoinnista ja toteutuksesta löydettiin suuria puutteita.
”Noin joka toisessa ikääntymistutkimuksessa oli julkaistu vain yhden kennon tiedot. Vain yhtä kennoa tutkimalla ei saada tarpeeksi kattavaa dataa, jotta materiaaleja voisi luotettavasti vertailla”, kertoo tohtoriopiskelija Armi Tiihonen.
Tutkijat löysivät ikääntymistutkimuksista muitakin puutteita. Valossa toteutetuista ikääntymistesteistä peräti 52 prosenttia jätti kertomatta UV-valon intensiteetin. UV-valo on merkittävä rasite useimmille kennotyypeille. Näkyvän ja UV-valon intensiteetti, ilman kosteus ja lämpötila oli ilmoitettu vain kolmanneksessa tehdyistä tutkimuksista.
Ikääntymistesteistä noin puolet oli tehty vain pimeässä. Vain 15 oli toteutettu ulkona, ja kolme testiä tehty moduuleilla eli useamman yhteen kytketyn kennon kokonaisuuksilla, vaikka erityisesti kennojen kaupallistaminen edellyttäisi moduulien testaamista niiden käyttöolosuhteissa.
Ala kaipaa uskallusta ja tiiviimpää yhteistyötä
Tutkijoiden mukaan puutteellisesti raportoidut tutkimusolosuhteet vähentävät tulosten luotettavuutta ja hidastavat haastaja-aurinkokennojen kehitystä. Tutkijat toivovatkin, että alalta löytyisi jatkossa uskallusta toteuttaa ikääntymistestejä myös olosuhteissa, jotka vastaavat kennojen tulevaa käyttöä sähköntuotannossa.
“Ala kaipaa kipeästi yhteisiä standardeja. Laadukkaat, hyvin raportoidut ja standardisoidut testit vahvistavat myös teollisuuden ja investoijien luottamusta teknologioihin”, sanoo työtä ohjannut dosentti Kati Miettunen.
Tutkijat tekivät analyysin pohjalta tarkistuslistan kaikista hyvän ikääntymistutkimuksen osa-alueista, kuten testausolosuhteiden huomioimisesta ja ikääntymistestien aikana suoritettavista mittauksista.
“Tutkimuksissa pitäisi esimerkiksi aina määritellä jo etukäteen, kuinka paljon kennoja tarvitaan tilastollisesti pätevän tutkimustuloksen aikaansaamiseksi”, sanoo Tiihonen.
Lisäksi tutkijat ehdottavat tutkimusalan yhteistä konferenssisarjaa, jossa määriteltäisiin ikääntymistutkimukselle yhteiset pelisäännöt ja standarditestit. Tämä vaatii tiivistä yhteistyötä alan toimijoiden kesken. Esimerkiksi piikennotutkimuksessa standardit ovat peräisin kaupallisilta tahoilta, kun taas uudempien orgaanisten eli muun muassa johtavista polymeereistä valmistettujen aurinkokennojen osalta ne on määritelty tutkimusryhmien yhteistyönä.
“Tutkimuksemme on samalla avoin kutsu keskusteluun, toivomme että yhteistyö kansainvälisen tutkijayhteisön kesken tulee lisääntymään”, Tiihonen lisää.
Tutkimusryhmään kuuluivat Armi Tiihosen ja Kati Miettusen lisäksi Janne Halme, Sakari Lepikko, Aapo Poskela ja Peter Lund. Artikkeli on julkaistu energia-alan arvostetuimmassa Energy & Environmental Science – lehdessä.
äپٴᲹ:
Armi Tiihonen
Tohtorikoulutettava
Aalto-yliopisto
armi.tiihonen@aalto.fi
p. 050 4683431
Kati Miettunen
Dosentti
Aalto-yliopisto
kati.miettunen@aalto.fi
p. 050 3441729
Artikkeli:
Lue lisää uutisia
Prototyping and Validation Grant: VeinOptima
Aallon opiskelijan kehitteillä oleva tuote auttaa hoitajia löytämään verisuonet nopeammin.
Kolmen tutkijan ideasta syntyi deep tech -yritys
Vahvaan tutkimusosaamiseen nojaava Sim Analytics Oy sai alkunsa, kun kolme LUT-yliopiston eri laboratorioissa työskennellyttä tutkijakollegaa alkoi miettiä, miten tarjota ja analysoida dataa teollisuusyritysten liiketoimintapäätösten tueksi.
Ensimmäinen suprajohtava kvanttilämpökone osoittaa, että lämpö voidaan valjastaa työksi myös kvanttimaailmassa
Suprajohtava kvanttilämpökone paitsi edistää termodynamiikan perustutkimusta, voi myös merkittävästi pienentää tulevaisuuden kvanttitietokoneiden hintalappua.