80% Hyötyaurinkoa?
T&T 01.10.2010 Aurinkoenergia Tuomas Hyytiä, 10:53 Kerrosrakenne kaappaa fotonin poukkoilemaan aurinkokennoon
Stanfordin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet aurinkokennorakenteen, joka voi mahdollistaa huomattavasti aiempaa kustannustehokkaampien aurinkokennojen valmistamisen. Tutkijoiden kehittämän nanomittakaavan aurinkokennot sitovat auringonvaloa tehokkaammin kuin nykyisin käytössä olevat paksummat, piipohjaiset kennot, yliopiston lehdistötiedotteessa kerrotaan. Tutkijat havaitsivat, että optimoimalla useiden ultraohuiden kerrosten paksuus, voitiin saavuttaa yli 10 kertaa parempi hyötysuhde kuin aiemmin uskottiin teoreettisesti mahdolliseksi.
Hyötysuhteen paraneminen perustuu siihen, että valo heijastuu nanomittakaavan filmissä eri tavalla kuin paksummissa kennoissa. Aurinkokennon hyötysuhde on verrannollinen siihen, kuinka pitkään auringonvalo saadaan pysymään kennomateriaalin sisässä: mitä pidempään fotoni poukkoilee kennossa sitä suurempi todennäköisyys sillä on sitoutua kennoon. Valo saadaan viipymään kennossa pidempään tekemällä kennon pintaan epätasaisuuksia. Tällä tavoin valo heijastelee hetken kennossa sen sijaan, että se heijastuisi heti takaisin kuten peilistä.
Stanfordin tutkijat keksivät tarkkailla valon käyttäytymistä huomattavasti valon aallonpituutta pienemmissä nanometriluokan rakenteissa. He havaitsivat, että valo on mahdollista vangita niihin tarpeeksi pitkäksi aikaa perinteisten hyötysuhdearvojen ylittämiseksi. Numeeristen simulaatioiden avulla tutkijat määrittivät tehokkaimmaksi rakenteeksi kerrosrakenteen, jossa on useita erityyppisiä, ohuita kerroksia valoa sitovan orgaanisen filmin ympärillä. Ympäröivien kerrosten tehtävänä on vangita valo sisäänsä sen läpäistessä ylemmän rakenteen. Päällimmäisenä rakenteessa on epätasainen kerros, joka sirottaa valon eri kohtiin sitovaa filmiä.
Optimoimalla eri kerrosten paksuudet on mahdollista saavuttaa 12-kertainen fotonien imeytyminen perinteisiin, paksumpiin kennoihin verrattuna. Aurinkokennojen yleistymistä on hidastanut kennojen suhteellisen kallis hinta. Uusilla nanomittakaavan aurinkokennoilla on kuitenkin useita kustannusetuja verrattuna vanhoihin kennoihin. Uusiin kennoihin käytettävä orgaaninen polymeeri on edullisempaa kuin perinteisesti käytetyt piipohjaiset materiaalit ja sitä myös tarvitaan vähemmän. Lisäksi orgaanisten nanokennojen valmistuskustannukset voidaan saada piikennoja alhaisemmiksi, koska ne voidaan valmistaa kemiallisten reaktioiden avulla kalliiden tyhjiöprosessien sijaan.
'Täst mie oikeesti tykkitykkään! Viimeinkin alkaa JO NYT ydinsekoilua USA:sakin virallistetusti halvempi MYÖS viimeinen kestävän kehityksen energiasektori kaikkien pitämä aurinkovoima saamaan potkua kokeittensa vauhdittamiseen. Miksei tosiaan kukaan aiemmin tajunut, että Auringon fotoni ponnahti peruskennojen pinnalta pois kuin vesipisara luovuttaen vain murto-osan energiastaan? No kyllä se toki tiedettiin, mutta ydinala on tässäkin tehnyt k a i k k e n s a estääkseen asialliset läpimurtotutkimukset. Kaikesta näkee miten ydinenergian tarkoin yleisöltä kätketyt loputtomasti kasvavat ongelmat kertakaikiaan pakottavat energiatutkimuksia asiallisemmille urilleen maailmalla.