Diplomi-insinööri Marianna Vuorinen kehitti väitöstutkimuksessaan uusia, edistyksellisiä valmistusprosesseja laimeita typpiyhdisteitä sisältäville moniliitosaurinkokennoille.
III‒V-puolijohdemateriaaleja sisältävät moniliitosaurinkokennot ovat potentiaalisesti lupaavampia kuin nykyiset piikennot, sillä niillä voidaan yltää jopa 50 prosentin hyötysuhteeseen.
”Moniliitosaurinkokennojen potentiaali korkeampien hyötysuhteiden saavuttamisessa perustuu päällekkäisiin liitoksiin, jotka on optimoitu hyödyntämään auringon säteilyn eri alueita”, Marianna Vuorinen kertoo.
”Tavoitteena on muuntaa auringonvalon sisältämästä energiasta sähköksi suurempi osa kuin perinteisillä yhden liitoksen sisältävillä piikennoilla on mahdollista.”
Valmistusmenetelmä uudenlaiselle sähköiselle kontaktille
Laimeita typpimateriaaleja sisältävät kennot mahdollistavat auringonvalon hyödyntämisen myös niillä säteilyn alueilla, joilla nykymateriaalit eivät ole tarpeeksi tehokkaita tai niitä ei kyetä integroimaan moniliitoskennojen rakenteisiin.
Moniliitoskennojen valmistus tapahtuu perinteisin puolijohdeprosessoinnissa käytettävin menetelmin, joskin niitä pitää muokata kunkin kennorakenteen mukaan.
Vuorinen keskittyi erityisesti laimeiden typpiyhdistepuolijohteiden ja niitä sisältävien moniliitoskennojen märkäsyövytyksen optimointiin.
Lisäksi hän kehitti prosessin uudenlaiselle sähköiselle kontaktille. Näitä rakennuspalikoita voidaan moniliitoskennojen lisäksi soveltaa myös muuntyyppisten laitteiden valmistuksessa.
Moniliitoskennot sopivat avaruuteenkin
Puolijohdemateriaaleista koostuvat moniliitosaurinkokennot ovat yltäneet kennojen hyötysuhteen osalta maailmanennätykseen, joka tällä hetkellä on reilut 47 prosenttia.
Moniliitoskennot sopivat materiaaliominaisuuksiensa ansiosta myös haastaviin oloihin, kuten avaruuteen satelliittien energiantuotantoon.
Toinen moniliitoskennojen tyypillinen sovelluskohde ovat maanpäälliset auringonvaloa keskittävät systeemit.
Marianna Vuorisen väitöskirja Advanced Processing of III‒V Multijunction Solar Cells tarkastetaan Tampereen yliopistossa 29. marraskuuta 2024.
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista. Osallistut samalla arvontaan!
