Hiilipohjaiset radikaalit ovat tulevaisuuden aurinkokennoteknologiaa
14.10.2025 08:10:00 EEST | Aalto-yliopisto | Tiedote
Kansainvälisen tutkimusryhmän löydös on merkittävä askel kohti kevyitä, joustavia ja energiatehokkaita aurinkokennoja.

Aalto-yliopiston, Cambridgen yliopiston ja muiden kansainvälisten kumppaneiden yhteistutkimuksessa on osoitettu, että hiilipohjaisista orgaanisista radikaaleista voidaan valmistaa uudenlaisia puolijohteita, jotka muuttavat kaiken absorboidun valon sähkövarauksiksi.
Orgaaniset radikaalit – eli hiilipohjaiset molekyylit, joissa on pariton elektroni – voivat toimia puolijohteina sellaisenaan, ilman että sähkövarausten muodostuminen ja johtavuus vaatisi kahden eri materiaalin tarkkaa rakennetta, kuten tavanomaisissa orgaanisissa aurinkokennoissa.
Juuri tuo yksinäinen elektroni tekee radikaaleista erityisen hyviä sähkövarauksen kuljettajia. Kun radikaaleja sisältävä ohutkalvo altistetaan valolle, syntyy varauksia, jotka erottuvat toisistaan täydellisellä, 100 prosentin hyötysuhteella – toisin sanoen kaikki absorboitu valo voidaan muuntaa sähköiseksi varaukseksi.
Elektroniikkamarkkinoita hallitseva pii on erinomainen puolijohde, mutta sillä on myös selkeitä haittoja: pii on raskasta, jäykkää ja haurasta. Perinteiset piipohjaiset aurinkokennot painavat jopa 20 kiloa. Pii on myös läpinäkymätöntä, joten sitä on vaikeaa integroida visuaalisena elementtinä esimerkiksi ikkunoihin, puettavaan elektroniikkaan tai biologiseen ympäristöön.
Tulokset avaavat kokonaan uuden polun ohutkalvoteknologialle ja kevyille aurinkokennoille: niitä voidaan valmistaa joustavina ja värillisinä esimerkiksi ikkunoihin tai puettavaan elektroniikkaan.
“Teknologiasta saadaan energiatehokasta, kun sähkövarauksia voidaan tuottaa ilman energiahävikkiä radikaalipohjaisten puolijohteiden avulla”, kertoo akatemiatutkija Petri Murto. Murto siirtyi Aaltoon Cambridgen yliopistosta ja perusti oman ryhmän akatemiatutkijana kemian ja materiaalitieteen laitoksella syksyllä 2024.
Orgaaniset puolijohteet voidaan valmistaa vain 100 nanometrin kerroksina, jolloin koko kenno voi painaa pinta-alan mukaan vain satoja grammoja. Materiaalia voidaan taivuttaa ja muokata, sekä valmistaa eri väreissä esimerkiksi ikkunoihin integroitavia aurinkopaneeleja varten. Orgaanisen ohutkalvon tuotanto on myös helposti skaalattavissa ja radikaalimateriaalit tuovat uuden lähestymistavan kennojen energiatehokkuuden parantamiseksi.
”Tutkimus on jatkoa aiemmalle yhteistyölle Cambridgen yliopiston kanssa, kun kehitimme materiaaleja LED-sovelluksiin ja huomasimme, että tietynlaiset radikaalit käyttäytyvät odottamattomalla tavalla ollessaan läheisessä kontaktissa keskenään. Tämä ilmiö osoittautui radikaalielektronien siirtymiseksi molekyylistä toiseen sen sijaan, että ne olisivat sitoutuneina, kuten aiemmin luultiin. Uusin tutkimuksemme hyödyntää juuri tätä ilmiötä,” Murto selittää.
Petri Murto kehitti tutkimuksessa käytetyt synteettiset orgaaniset molekyylit yhteistyössä Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulun ja Cambridgen yliopiston kanssa. Nämä materiaalit muodostivat perustan, jolla koe voitiin toteuttaa ja jolla radikaalien erityisominaisuudet pystyttiin osoittamaan käytännössä.
Tutkimus on äskettäin julkaistu arvostetussa Nature Materials -lehdessä.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Petri Murto
Akatemiatutkija, Aalto-yliopisto
petri.h.murto@aalto.fi
Kuvat


Linkit
Tietoa julkaisijasta
Aalto-yliopistossa tiede ja taide kohtaavat tekniikan ja talouden. Rakennamme kestävää tulevaisuutta saavuttamalla läpimurtoja avainalueillamme ja niiden yhtymäkohdissa. Samalla innostamme tulevaisuuden muutoksentekijöitä ja luomme ratkaisuja maailman suuriin haasteisiin. Yliopistoyhteisöömme kuuluu noin 13 000 opiskelijaa ja yli 4 500 työntekijää, joista 400 on professoreita. Kampuksemme sijaitsee Espoon Otaniemessä.

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Aalto-yliopisto
Kolmen Tampereen asuinalueen vertailu paljastaa: tiivis rakentaminen synnyttää samankaltaisia asuinalueita, joissa viherympäristöä on vähän ja läpäisemättömiä pintoja paljon2.6.2026 12:20:00 EEST | Tiedote
Tiiviissä kaupunkirakenteessa viherrakenteelle jää vain vähän tilaa, koska läpäisemättömien pintojen, kuten rakennusten, asfaltin ja kiveysten osuus kasvaa. Asuinalueiden vertailusta selviää, että esimerkiksi latvuspeitto saattaa jäädä lähes kymmenesosaan suositellusta.
Finland hör till Europas främsta investeringsländer, visar studie26.5.2026 05:30:00 EEST | Pressmeddelande
Nästan hälften av de finländska hushållen investerar redan i aktier eller fonder. En ny studie från Aalto-universitetet visar att Finland har vuxit fram som ett av Europas ledande investeringsländer vid sidan av Sverige.
Finland hör till Europas främsta investeringsländer, visar studie26.5.2026 05:30:00 EEST | Pressmeddelande
Nästan hälften av de finländska hushållen investerar redan i aktier eller fonder. En ny studie från Aalto-universitetet visar att Finland har vuxit fram som ett av Europas ledande investeringsländer vid sidan av Sverige.
Sijoittamisesta on tullut suomalaisten arkea – tutkimus murtaa myytin säästötilikansasta26.5.2026 05:30:00 EEST | Tiedote
Lähes puolet suomalaisista kotitalouksista sijoittaa jo osakkeisiin tai rahastoihin, ja Suomi kuuluukin sijoittamisen ja talousosaamisen eurooppalaiseen kärkeen. Aalto-yliopiston tutkimuksen mukaan suomalaisista on tullut omistajakansa.
Aalto-yliopiston Näytös/Näyttely26 muuttaa Helsingin Lasipalatsikorttelin muodin ja tekstiiliosaamisen polttopisteeksi25.5.2026 08:30:00 EEST | Tiedote
Aalto-yliopiston muodin ja tekstiiliosaamisen kärkitapahtuma Näytös/Näyttely26 rikastuttaa tänä vuonna ydinkeskustan kaupunkikulttuuria. Muotinäytös Näytös26 tapahtuu ulkotilassa Lasipalatsin aukiolla. Kaikki kaupunkilaiset voivat seurata muotinäytöstä torstaina 28. toukokuuta klo 19–20 livelähetyksenä Bio Rexin jättimäiseltä ulkonäytöltä sekä verkossa osoitteessa aalto.fashion ja Instagramissa @aalto_fashion. Tekstiilin, vaatteen ja muodin konsepteja näyttelyn muodossa esittelevä Näyttely26 taas on yleisölle avoinna Bio Rexin lämpiöissä 30.5.–7.6.2026. Lisäksi Aalto-yliopiston kampuksella on esillä Näytös/Näyttely26-satelliittinäyttely perjantaihin 12. kesäkuuta saakka. Aiemmasta poiketen Näytös/Näyttely26-palkinnot jaetaan vasta perjantaina 29. toukokuuta klo 14.50–15.50 Bio Rexissä järjestettävän puheohjelman yhteydessä. Tapahtumakokonaisuus esittelee Aallon tekstiilin, vaatteen ja muodin alueen kokonaisvaltaista osaamista, kun sekä muodin kandidaattipääaineesta että muodin ja tekst
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme