Aurinkokennoja nanolangoista ja ikkunalasista
03.05.2012
Tutkijat ovat onnistuneet kasvattamaan korkealaatuisia nanolankoja edulliselle lasialustalle. Tutkimustulos on askel kohti halvempia ja tehokkaampia aurinkokennoja.
Nanolangat ovat noin tuhat kertaa hiusta ohuempia puolijohteita. Aurinkokennoissa niiden tehtävä on muuttaa auringonvalon energia sähkövirraksi. Korkealaatuisia nanolankoja onnistuttiin kasvattamaan lasialustalle nyt ensimmäistä kertaa.
Tutkimusta Sähkötekniikan korkeakoulussa johtaneen professori Harri Lipsasen mukaan tutkimustulosta kehitetään parhaillaan kohti valmista aurinkokennoa.
– Aiemmin nanolankojen kasvatusalustaksi tarvittiin hyvin kalliita puolijohdekiekkoja, Lipsanen selvittää.
Lasi olisi aurinkokennon materiaalina todella edullinen. Projektin päätutkija Veer Dhaka kertoo, että nanolankoja kasvatettiin lasille, jollaista käytetään myös talojen ikkunoissa.
– Lasipohjaiset aurinkokennot olisivat huomattavasti halvempia kuin esimerkiksi piistä valmistetut kennot. Mahdollisuus edullisen materiaalin käyttöön on kuitenkin vain yksi nanolankojen tarjoamista eduista, Dhaka toteaa.
Energiaa tehokkaasti talteen
Lasialustalle kasvatetut nanolangat ovat Dhakan mukaan erityisen laadukkaita, sillä ne sitovat pinnalleen auringonvaloa poikkeuksellisen tehokkaasti.
– Näihin nanolankoihin perustuvien aurinkokennojen pinnalla ei tarvita heijastuksenestokerrosta, koska nanolangat pystyvät sitomaan valoa niin hyvin, ettei sitä mene hukkaan. Puolijohdemateriaalille ei ole mahdollista kasvattaa yhtä korkealaatuisia nanolankoja kuin lasipinnalle.
Aalto-yhteistyötä parhaimmillaan
Nanolangat kasvatettiin Sähkötekniikan korkeakoulussa, mutta niiden atomirakennetta selvittivät Perustieteiden korkeakoulun Nanomikroskopiakeskuksessa professori Esko I. Kauppinen sekä tohtori, senioritutkija Hua Jiang.
– Tutkimus on oivallinen esimerkki hyvästä yhteistyöstä Aalto-yliopiston koulujen välillä, professori Kauppinen toteaa.
– Siirsimme nanolangat lasilta hyvin ohuelle hiilikalvolle, jossa on reikiä. Niiden läpi nanolanka nähtiin elektronimikroskoopilla hyvin tarkasti, jolloin pystyimme selvittämään nanolankojen atomirakenteen.
Tutkimus on osa pohjoismaista NANORDSUN-hanketta, jossa on mukana Aalto-yliopiston lisäksi yliopistoja Norjasta ja Ruotsista.
Tutkimustuloksista kirjoitettu artikkeli on julkaistu Nano Letters -lehdessä (pubs.acs.org):
Teksti: Tea Kalska
