Päämainos
Uusia materiaaleja valmistetaan ALD-reaktorissa. Kuvassa tutkimusryhmän jäsenet vasemmalta alkaen Georgi Popov, Marianna Kemell, Alexander Weiss ja Mariia Terletskaia.
Teknologia 03.11. 10:12

Uusia materiaaleja valmistetaan ALD-reaktorissa. Kuvassa tutkimusryhmän jäsenet vasemmalta alkaen Georgi Popov, Marianna Kemell, Alexander Weiss ja Mariia Terletskaia.

Helsingin yliopistossä kehitetään aurinkokennoihin uudenlaisia ALD-pinnoitteita

Läpinäkyvät ja taipuisat pinnoitteet soveltuvat vaikkapa ikkunoihin ja epätasaisiin pintoihin.

03.11.2022
Teksti Esko Lukkari kuvat Riitta-Leena Inki

Helsingin yliopiston tutkijat kehittävät uudentyyppisissä halidiperovskiittiaurinkokennoissa tarvittavia ohutkalvoja ja niihin sopivia ALD-prosesseja. Tavoitteena on valmistaa tehokkaampia ja monipuolisempia aurinkopaneeleita.

Nykyisin pääosin aurinkokennoissa käytettävän piipohjaisen teknologian lisäksi tutkitaan muitakin kennoteknologioita. Lupaavin uusi teknologia perustuu halidiperovskiittien käyttöön valoa absorboivana materiaalina. Perovskiittiaurinkokennot ovat kaupallistamisen kynnyksellä ja osa valmistajista arvioi niiden olevan valtavirtaa parin vuosikymmenen kuluttua.

Vaikka halidiperovskiittiaurinkokennoilla on saavutettu korkeita hyötysuhteita, niiden yleistymisen pullonkauloina ovat olleet kennojen stabiiliusongelmat ja teollisen mittakaavan tuotantotekniikoiden puute.

Helsingin yliopisto tiedotti asiasta 25.10.

Vuoden 2022 Suomen Millennium-teknologiapalkinnon 25.10. saanut australialaisen New South Walesin yliopiston professori Martin Green lanseerasi aikanaan aurinkokennojen piipohjaisen PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) –tekniikan. Se on yhä valtavirta kaupallisissa aurinkokennoissa. Piipohjaisissakin kennoissa siirrytään jo uusiin tekniikoihin, kuten TOPCon-tekniikkaan, jossa kennoon lisätään useita pii- ja oksidikerroksia.

Voidaan asentaa ikkunoihinkin

”Uudentyyppiset aurinkokennot voivat olla läpinäkyviä, joten niitä voidaan asentaa vaikkapa ikkunoihin. Ne ovat myös taipuisia, joka lisää käyttömahdollisuuksia, sanoo tiedotteessa vanhempi yliopistonlehtori Marianna Kemell.

Kemell vetää Suomen Akatemian rahoittamaa tutkimusprojektia Atomic Layer Deposition as key enabler of scalable and stable perovskite solar cells. Suomen Akatemian rahoittama projeksti kestää vuoteen 2024.

Atomikerroskasvatuksella eli ALD:llä tuotettuja pinnoitteita käytetään noin 30 prosentissa piipohjaisista aurinkopaneeleista. ALD soveltuu myös perovskiittiaurinkokennoihin. Atomikerroskasvatuksella tuotetun pinnoitteen etuna on se, että se muodostaa tasaisen ja kattavan kerroksen myös epätasaiselle alustalle.

”Nykyiset aurinkokennoja valmistavat tehtaat Kiinassa ja muualla pystyvät muuntamaan laitteensa valmistamaan ALD-pinnoitettuja aurinkokennoja”, sanoo väitöskirjatutkija Georgi Popov.

Kiina dominoi markkinoita

Yli 80 prosenttia aurinkopaneeleista valmistetaan Kiinassa ja siellä tuotetaan myös teollisen mittakaavan ALD-laitteita.

”Me kehitämme seuraavia teknologioita, jotka korvaavat ja täydentävät pikkuhiljaa nykyistä tuotantoa. Jatkossa tuotantoon tarvitaan vähemmän resursseja ja kun on tehokkaammat kennot, niin tarvitaan vähemmän pinta-alaa. Kun aurinkokennoja voidaan käyttää muuallakin kuin tasaisilla pinnoilla, niin ei tarvitse rakentaa voimaloita pellolle, koska peltoja tarvitaan muuhunkin”, toteaa Popov.

JAA

LUETUIMMAT