Uutiset

Uudenlaisten aurinkokennojen ikääntymistutkimuksessa suuria puutteita

Aalto-yliopiston tutkijat havaitsivat, että vain murto-osa testeistä on tehty useammalla kennolla ja oikeissa käyttöolosuhteissa.
Perovskiittikennojen, ja kuvassa olevien väriaineaurinkokennojen, ikääntymistutkimuksissa riittävän suuri näytteiden määrä on osa laatua. Kuva: Valeria Azovskaya, Materials Platform, Aalto-yliopisto.

Perovskiitti- ja väriaineherkistetyistä aurinkokennoista on kaavailtu energiatehokkaampia ja edullisempia haastajia nykyisille piistä valmistetuille kennoille. Haastajakennojen kehitys on toistaiseksi painottunut hyötysuhteen tutkimiseen ja sen parantamiseen, vaikka myös kennojen stabiliteetti eli elinikä vaikuttaa merkittävästi niiden yleistymiseen.

Aalto-yliopiston tutkijat analysoivat 261 perovskiitti- ja väriaineaurinkokennolle tehtyä ikääntymistestiä. Niissä tutkittiin kennojen ikääntymistä eli hyötysuhteen laskua ajan kanssa. Testien raportoinnista ja toteutuksesta löydettiin suuria puutteita.

”Noin joka toisessa ikääntymistutkimuksessa oli julkaistu vain yhden kennon tiedot. Vain yhtä kennoa tutkimalla ei saada tarpeeksi kattavaa dataa, jotta materiaaleja voisi luotettavasti vertailla”, kertoo tohtoriopiskelija Armi Tiihonen.

Tutkijat löysivät ikääntymistutkimuksista muitakin puutteita. Valossa toteutetuista ikääntymistesteistä peräti 52 prosenttia jätti kertomatta UV-valon intensiteetin. UV-valo on merkittävä rasite useimmille kennotyypeille. Näkyvän ja UV-valon intensiteetti, ilman kosteus ja lämpötila oli ilmoitettu vain kolmanneksessa tehdyistä tutkimuksista.

Ikääntymistesteistä noin puolet oli tehty vain pimeässä. Vain 15 oli toteutettu ulkona, ja kolme testiä tehty moduuleilla eli useamman yhteen kytketyn kennon kokonaisuuksilla, vaikka erityisesti kennojen kaupallistaminen edellyttäisi moduulien testaamista niiden käyttöolosuhteissa.

Ala kaipaa uskallusta ja tiiviimpää yhteistyötä

Tutkijoiden mukaan puutteellisesti raportoidut tutkimusolosuhteet vähentävät tulosten luotettavuutta ja hidastavat haastaja-aurinkokennojen kehitystä. Tutkijat toivovatkin, että alalta löytyisi jatkossa uskallusta toteuttaa ikääntymistestejä myös olosuhteissa, jotka vastaavat kennojen tulevaa käyttöä sähköntuotannossa.

“Ala kaipaa kipeästi yhteisiä standardeja. Laadukkaat, hyvin raportoidut ja standardisoidut testit vahvistavat myös teollisuuden ja investoijien luottamusta teknologioihin”, sanoo työtä ohjannut dosentti Kati Miettunen.

Tutkijat tekivät analyysin pohjalta tarkistuslistan kaikista hyvän ikääntymistutkimuksen osa-alueista, kuten testausolosuhteiden huomioimisesta ja ikääntymistestien aikana suoritettavista mittauksista.

“Tutkimuksissa pitäisi esimerkiksi aina määritellä jo etukäteen, kuinka paljon kennoja tarvitaan tilastollisesti pätevän tutkimustuloksen aikaansaamiseksi”, sanoo Tiihonen.

Lisäksi tutkijat ehdottavat tutkimusalan yhteistä konferenssisarjaa, jossa määriteltäisiin ikääntymistutkimukselle yhteiset pelisäännöt ja standarditestit. Tämä vaatii tiivistä yhteistyötä alan toimijoiden kesken. Esimerkiksi piikennotutkimuksessa standardit ovat peräisin kaupallisilta tahoilta, kun taas uudempien orgaanisten eli muun muassa johtavista polymeereistä valmistettujen aurinkokennojen osalta ne on määritelty tutkimusryhmien yhteistyönä.

“Tutkimuksemme on samalla avoin kutsu keskusteluun, toivomme että yhteistyö kansainvälisen tutkijayhteisön kesken tulee lisääntymään”, Tiihonen lisää.

Tutkimusryhmään kuuluivat Armi Tiihosen ja Kati Miettusen lisäksi Janne Halme, Sakari Lepikko, Aapo Poskela ja Peter Lund. Artikkeli on julkaistu energia-alan arvostetuimmassa Energy & Environmental Science – lehdessä.

Lisätietoja:

Armi Tiihonen
Tohtorikoulutettava
Aalto-yliopisto
[email protected]
p. 050 4683431

Kati Miettunen
Dosentti
Aalto-yliopisto
[email protected]
p. 050 3441729                                

Artikkeli: Critical analysis on the quality of stability studies of perovskite and dye solar cells

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lisää tästä aiheesta

Otaniemi campus above / photo: Aalto University, Matti Ahlgren
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Yli 300 yritysjohtajaa kertoi koronakriisin vaikutuksista: jäädytettyjä laajentumistoimia, kiihtynyttä innovaatiotoimintaa ja uusia osaamistarpeita

Kriisin ensivaiheesta on selvitty hyvin, mutta pitkän aikavälin kasvun tiellä on ongelmia, käy ilmi Aalto-yliopiston tuoreesta tutkimuksesta. Tutkijoiden mukaan erityisesti osaamisesta on muodostumassa yritysten uudistumisen pullonkaula.
Aalto Töölön juhlasali
Kampus, Mediatiedotteet Julkaistu:

Aalto-yliopisto Töölö -rakennuksen peruskorjaus palautti 1950-luvun hengen

Kauppakorkeakoulun entinen päärakennus Runeberginkadulla uudistui vanhaa kunnioittaen moderniksi oppimisympäristöksi.
Bakteerien valmistamaa nanoselluloosaa
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tutkijat valjastivat bakteerit sokerilla ja proteiinilla käyviksi 3D-tulostimiksi

Bakteerit muodostivat räätälöityjä nanonselluloosarakenteita äärimmäisen vettähylkivän pinnan ohjaamina. Ainutlaatuista materiaalia voidaan käyttää esimerkiksi kudosvaurioiden korjaamisessa.
Amsterdamin konserttisali
Mediatiedotteet Julkaistu:

Konserttisalin soinnin tunnistaminen on luultua hankalampaa – testaa itse, pystytkö siihen vain musiikin perusteella

Soiton voimakkuus vaikuttaa paljon siihen, miten kuulija kokee salin akustiikan. Volyymi vaikuttaa myös tunteisiin: mitä enemmän se vaihtelee, sitä vahvempia tunnekokemuksia kuulijat saavat.