Tampereen yliopisto

Väitös: Nanopinnoitteella hyvä heijastuksenesto korkean hyötysuhteen aurinkokennoille

Jaa

Kehitteillä olevat tehokkaat moniliitosaurinkokennot tähtäävät yli 50 %:n hyötysuhteeseen. Tällaisten moniliitoskennojen toiminnan kannalta heijastushäviöiden minimointi on kriittistä ja haastaa perinteisten pinnoitteiden suorituskyvyn. DI Jarno Reuna on kehittänyt väitöstutkimuksessaan uudenlaisia heijastuksenestopinnoitteita korkean hyötysuhteen moniliitoskennoille.

Väitöstutkija Jarno Reuna. Kuva: Antti Tukiainen
Väitöstutkija Jarno Reuna. Kuva: Antti Tukiainen

Aurinkovoima on oleellinen osa päästövapaata energiantuotantoa nyt ja tulevaisuudessa. Nykyisellään maailmanlaajuinen aurinkovoimakapasiteetti on noin 1000 GW, ja alan tavoitteena on viisinkertaistaa kapasiteetti vuoteen 2030 mennessä.

Tällä hetkellä valtaosa kaikesta aurinkovoimasta tuotetaan perinteisillä piipaneeleilla. Erittäin korkean hyötysuhteen erityissovelluksiin käytetään yhdistepuolijohteista valmistettuja tehokkaita moniliitosaurinkokennoja, joita sovelletaan muun muassa avaruustekniikassa. Moniliitoskennoissa käytetään useammasta puolijohdeliitoksesta koostuvaa kerrosrakennetta, jolloin saadaan kerättyä energiaa piitä laajemmalta aallonpituusalueelta ja pienemmillä häviöllä. Yhteistä eri kennoratkaisuille on tarve hyödyntää niille osuva auringonvalo mahdollisimman hyvin.

– Sellaisenaan paljas puolijohteen pinta heijastaa jopa 30 % saapuvasta auringonvalosta, joka pienentää kokonaishyötysuhdetta. Tästä johtuen useimmissa aurinkokennoissa käytetään erilaisia heijastuksenestopinnoitteita, Jarno Reuna kertoo.

Väitöstutkimuksessaan Reuna on keskittynyt kehittämään heijastuksenestopinnoitteita nimenomaan korkean hyötysuhteen III–V moniliitoskennoille. Ne hyödyntävät auringonvaloa ultraviolettisäteilystä näkyvän aallonpituusalueen yli lähi-infrapunaan asti. Näin leveän spektrin hyödyntäminen vaatii laajakaistaisemman heijastuksenestopinnoitteen kuin perinteisillä pinnoitteilla voidaan saavuttaa. Väitöstutkimus on tehty osana Euroopan tutkimusneuvoston rahoittamaa AMETIST-projektia, jonka tavoitteena on ylittää 50 %:n hyötysuhde III–V moniliitoskennolla.

– Vaihtoehtoisina tapoina kehittää heijastuksenestopinnoitteita on lisätä ohutkalvokerrosten lukumäärää tai hyödyntää nanokuvioitua pintaa. Työssäni yhdistin nämä kaksi menetelmää, jolloin heijastusta saatiin matalammaksi entistä laajemmalta aallonpituusalueelta, hän toteaa.

Kehitetty konsepti on helposti skaalautuva ja tarpeeksi laajakaistainen yhä tehokkaammille moniliitosaurinkokennoille. Nanopinnoitteen kestävyysominaisuuksia on pyritty parantamaan ja niitä on tutkittu ja testattu yhteistyössä Tampereen yliopistossa toimivan Jäälaboratorion kanssa.

***

DI Jarno Reunan teknillisen fysiikan alaan kuuluva väitöskirja Advanced Functional Antireflection Coatings for Broadband Multijunction Solar Cellstarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa perjantaina 2.12.2022 kello 12 Hervannan kampuksella Sähkötalo-rakennuksen salissa SA203 (S2) (Korkeakoulunkatu 3, 33720 Tampere). Vastaväittäjänä toimii emeritus professori Jouko Korppi-Tommola Jyväskylän yliopistosta. Kustoksena toimii professori Mircea Guina Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Jarno Reuna
040 552 8431
jarno.reuna@tuni.fi

Kuvat

Väitöstutkija Jarno Reuna. Kuva: Antti Tukiainen
Väitöstutkija Jarno Reuna. Kuva: Antti Tukiainen
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Tampereen yliopisto
Tampereen yliopisto
Kalevantie 4
33014 TAMPEREEN YLIOPISTO

p. 0294 5211https://www.tuni.fi

Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa. 

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 Tampereen yliopisto

Tampereen 90-vuotiaista suurin osa asuu omassa kodissaan ja kokee suurta elämäntyytyväisyyttä8.12.2022 14:00:00 EET | Tiedote

Suurin osa 90 vuotta täyttäneistä tamperelaisista, 70 prosenttia, asuu omassa kodissaan ja elää omanlaistaan elämää, kertoo Tervaskannot 90+ -tutkimuksen tuorein kysely. Tutkimuksessa tarkastellaan 90 vuotta täyttäneiden tamperelaisten elämäntilannetta, terveyttä ja toimintakykyä sekä muun muassa avun tarvetta. Tänä vuonna postikysely lähetettiin kymmenennen kerran kaikille ikäryhmään kuuluville sekä kotona että pitkäaikaishoidossa asuville noin 2700 henkilölle.

Väitös: Toimintaympäristön muuttuessa kuntajohtajuutta rakennetaan vuorovaikutuksessa8.12.2022 09:19:50 EET | Tiedote

Kunnissa johtajuutta rakennetaan paikallisuuden, politiikan ja hallinnon risteyksessä. Toimintaympäristön muutos on moninkertaistanut johtamiseen liittyvät vuorovaikutustarpeet ja vaatii erityistä johtamisotetta. HM Henna Paananen osoittaa väitöskirjassaan, että mikäli johtajuus ymmärretään ihmisten välisenä dynamiikkana ja vuorovaikutuksena, kyseessä on henkilön muodolliseen asemaan perustuvaa valtaa ja määräysvaltasuhteita laajempi kokonaisuus. Väitöstutkimus kääntää katseen johtajuuden rakentumisen vuorovaikutteiseen ulottuvuuteen.

Väitös: Taudinaiheuttajien hiilihappoanhydraasit uudenlaisina lääkekohteina7.12.2022 10:00:00 EET | Tiedote

Ihmisellä on vain alfa-muodon hiilihappoanhydraaseja, kun taas vain beta- ja/tai gamma-muotoa on löydetty useista kliinisesti merkittävistä taudinaiheuttajista. Näihin beta- ja/tai gamma-hiilihappoanhydraaseihin pohjautuvat lääkkeet hävittäisivät ideaalitapauksessa taudinaiheuttajan ihmiskehosta ilman sivuoireita. DI Linda Urbański tuotti ja karakterisoi väitöskirjassaan kahden mikro-organismin hiilihappoanhydraasit.

Väitös:Hyvin suunnitellut digitaaliset demokratiapalvelut voivat vahvistaa nuorten yhteiskunnallista osallistumista5.12.2022 12:16:07 EET | Tiedote

Tukeakseen nuorten yhteiskunnallista osallistumista, digitaalisten demokratiapalveluiden tulee mahdollistaa päättäjien ja kansalaisten välinen säännöllinen vuorovaikutus sekä todellisten vaikutusten aikaansaaminen. Lisäksi on tehtävä osallistumisen merkityksiä ja tuloksia näkyviksi ja tarjota turvallinen tila osallistumiselle, selviää Iikka Pietilän väitöstutkimuksesta.

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