Aurinkoenergiaa voitaisiin hyödyntää nykyistä paremmin kehittämällä aurinkokennoihin tehokkaampia loisteaineita.
Näin sanoo tutkija Minnea Tuomisto, joka paneutui väitöstyössään käänteisviritteisten loisteaineiden valontuoton tehostamiseen.
Nykyiset kennot käyttävät pääasiassa vain auringon spektrin näkyvän valon aluetta, eivät infrapuna-aluetta.
Käänteisviritteiset loisteaineet pystyvät muuntamaan infrapunasäteilyn näkyväksi valoksi fotoneja pinoamalla.
Tuomiston tutkimat käänteisviritteiset materiaalit koostuvat pohja-aineesta sekä valoa tuottavasta osasta, joka on yleensä lantanoidi-ioni. Hän sai lisää tehoa valontuottoprosessiin lisäämällä mukaan kromi-ioneja.
Loisteaineita voidaan lisätä lasiin
Kun käänteisviritteistä materiaalia lisätään lasiin, sitä voidaan käyttää myös aurinkokennon päällimmäisissä kerroksissa.
Lasin valmistukseen sopii seostusmenetelmä, jonka Tuomisto kehitti yhdessä Tampereen yliopiston apulaisprofessorin Laeticia Petit’n vetämän tutkijaryhmän kanssa.
Menetelmässä käänteisviritteinen materiaali tehdään ensin erikseen ja lisätään sitten sulaan lasimassaan.
Tuomiston mukaan menetelmä on käänteisviritteisen luminesenssin osalta hyvin käyttökelpoinen.
Valmistusmenetelmäksi sopii myös ALD
Yhteistyössä Aalto-yliopiston professorin Maarit Karppisen ryhmän kanssa Tuomisto tutki myös atomikerroskasvatuksella eli ALD-menetelmällä ja molekyylikerroskasvatuksella (MLD) valmistettuja käänteisviritteisiä ohutkalvoja.
Menetelmiä ei aiemmin ole juuri käytetty käänteisviritteisten materiaalien valmistukseen, mutta tutkimuksen perusteella sekä ALD että MLD soveltuvat siihen hyvin.
Minnea Tuomiston väitöskirja Upconverting luminescent materials for solar energy conversion tarkastetaan Turun yliopistossa 11. joulukuuta 2019.
