Väitös teknillisen fysiikan alalta, DI Aapo Poskela

Väriaineaurinkokennot ovat nouseva kolmannen sukupolven aurinkoenergiateknologia, jonka etuina ovat halvat valmistuskustannukset ja kattava värivalikoima. Ne myös ovat tehokkaita matalan valaistuksen olosuhteissa, mikä tekee niistä loistavan vaihtoehdon sisätila- ja rakennusintegroituihin käyttökohteisiin. Suurin este väriaineaurinkokennojen kaupalliseen suosioon on niiden elinikä. Vaikka parhaimmillaan väriaineaurinkokennojen on näytetty toimivan stabiilisti yli 10 000 tuntia, yhtäaikaisesti korkean hyötysuhteen, halpojen tuotantokustannusten ja pitkän käyttöiän saavuttaminen on edelleen haastavaa.

Tämän väitöskirjan tavoitteena on antaa kattava kokonaiskuva väriaineaurinkokennojen stabiilisuustutkimuksesta näyttämällä kuinka eri materiaalit ja ikäännytysolosuhteet vaikuttavat väriaineaurinkokennojen käyttöikään. Lisäksi väitöskirja tutkii ikäännytystutkimuksen metodologiaa, sillä nykyinen ikäännytysstandardien puute heikentää tutkimusten välistä vertailtavuutta. Väitöskirjan löydöksiä voi käyttää hyödyksi uusien standardien muodostamisessa.

Suurin osa ikäännytystutkimuksista tehdään avoimessa virtapiirissä. Tämä ei vastaa oikeita käyttöolosuhteita, mutta väitöskirjan tulokset näyttävät, että degradaatio muistuttaa kuormaan kytketyn väriaineaurinkokennon ikääntymistä. Avoimen piirin ikäännytys toimii siis kohtuullisena approksimaationa tarkempien ikäännytyslaitteistojen puutteessa. Toinen tutkittu ikäännytysolosuhde oli UV valon osuus väriaurinkokennojen ikääntymisessä. Moni tutkimus olettaa, että UV valon vaikutukset voidaan sulkea pois tutkimuksesta olettamalla UV-suojakalvon suojaavan valmista kennoa ulkotilakäytössä. Väitöskirjan tutkimus kuitenkin näyttää, että edes laadukkaat UV-kalvot kykene estämään UV valoa kiihdyttämästä väriaineaurinkokennojen ikääntymistä. UV valo tulisi siis huomioida kaikissa ikäännytystutkimuksissa.

Väitöskirjan tulokset antavat ymmärtää, että väriaineaurinkokennojen ikäännytystutkimuksen käytännöt ja standardit tulisi tarkastaa ja standardoida, mikä mahdollistaisi tarkempien ja vertailukelpoisten tutkimustulosten saavuttamisen.

Vastaväittäjä on professori Aldo di Carlo, University of Rome "Tor Vergata", Italia

Kustos on professori Peter Lund, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, teknillisen fysiikan laitos

Väittelijän yhteystiedot: [email protected]

Väitöstilaisuus järjestetään etäyhteydellä Zoomissa. Linkki tilaisuuteen

Zoom pikaopas

Väitöskirja on julkisesti nähtävillä 10 päivää ennen väitöstä Aalto-yliopiston julkaisuarkiston verkkoriiputussivulla.

Elektroninen väitöskirja