Valon diffraktiota hyödyntävä peili aurinkokennon takapinnalla tekee kennoista tehokkaampia ja myös monipuolisempia, kertoo tuore tutkimus.
Tampereen yliopiston tutkija Timo Aho kehitti erilaisia takapeilejä väitöstyössään, jossa hän keskittyi erityisesti seuraavan sukupolven aurinkokennoihin ja niiden valmistusmenetelmiin.
”Valon diffraktiota hyödyntävien takapeilien käyttäminen seuraavan sukupolven puolijohdeaurinkokennoissa mahdollistaa hyötysuhteen kasvattamisen yli 50 prosenttiin, jota pidetään seuraavana kehityksen merkkipaaluna”, Aho sanoo.
Valon matka pitenee
Kennoon kiinteästi liitetyillä valonohjausrakenteilla venytetään valon kulkemaa matkaa kennon sisällä. Peilit saavat aikaan sen, että kennon läpi mennyt valo heijastuu takaisin sen aktiiviselle alueelle ja lisää siten virrantuotantoa.
Näin kennon aktiivinen alue voi olla ohuempi, jolloin aurinkokennojen tuotantokustannukset putoavat.
Lisäksi kennoissa voidaan hyödyntää myös puolijohdemateriaaleja, joista ei voi valmistaa kovin paksuja kerroksia.
Ohutkalvorakenteen ansiosta aurinkokennoihin saadaan lisättyä myös uusia edistyksellisiä ominaisuuksia, joita ovat esimerkiksi taipuisuus ja keveys.
Ensimmäiseksi erikoissovelluksiin
Timo Ahon tutkimat aurinkokennot ovat vielä suhteellisen kalliita verrattuna kuluttajamarkkinoita hallitseviin, piihin pohjautuviin kennoihin.
Uudenlaisia kennoja hyödynnetäänkin lähinnä erikoissovelluksissa, kuten satelliiteissa ja avaruusasemissa.
Taipuisuus ja keveys tekevät uusista kennoista sopivia myös suuriin droonilennokkeihin, joita käytetään erilaisiin mittauksiin ja havainnointiin.
Kuluttajamarkkinoilla uudet kennot tulevat todennäköisesti ensin suuriin aurinkokennopuistoihin, Aho arvioi.
”Valmistusteknologian kehittyessä ja hintojen edelleen laskiessa mahdollisesti myös kotitaloudet kiinnostuvat investoimaan seuraavan sukupolven aurinkokennoihin.”
Timo Ahon väitöskirja Advanced III‒V Solar Cells with Back Reflectors tarkastetaan Tampereen yliopistossa 27. marraskuuta.
