aurinkokennoista

Aurinkokenno on laite, joka muuntaa valon sähköenergiaksi hyödyntäen valosähköistä vaikutusta. Yleisimmin käytetty materiaali on piin kristallinen rakenne. Kennot muodostavat pn- tai p-i-n-rajapinnan, jonka kautta fotonit voivat synnyttää elektroneja ja aukkoja; näiden liikuttuminen luo sähkövirtaa, kun elektronit ja aukot erotetaan ja johdetaan ulos kennosta. Useat kennot kytketään sarjaan moduuliksi.

Tyypit ja kehitys: kiteinen pi (mono- ja polycrystalline) sekä ohutkalvotekniikat kuten amorfinen pi (a-Si), CdTe ja CIGS. Viime aikoina perovskiittipohjaiset kennot ovat parantuneet ja niitä yhdistetään usein piin kanssa tehokkuuden kasvattamiseksi. Ohutkalvot mahdollistavat kevyet ja joustavat moduulit, ja tandem-kennot pyrkivät ylittämään yksittäisten materiaalien rajoja.

Sovellukset kattavat asuin- ja teollisuusrakennusten kattojen aurinkopaneelit, suurvoimatuotannon sekä avaruuslennot ja pienlaitteiden virtalähteet. Moduuleja voidaan toteuttaa sekä katsotuiksi asennuksiksi että rakennusten integroituina ratkaisuina rakennusten arkkitehtuuriin.

Hyödyt ja haasteet: aurinkokennojen avulla tuotetaan puhdasta energia ilman toiminnan aikaisia päästöjä ja ne ovat skaalautuvia sekä modulaarisia. Haasteina ovat tuotannon ympäristövaikutukset, kierrätys ja materiaalien saatavuus, sekä sääolosuhteiden ja lämpötilan vaikutus tehokkuuteen. Lisäksi järjestelmiin tarvitaan inverttereitä sähkövirran muuntamiseksi vaihtovirraksi ja mahdollisia energiavarastoinniratkaisuja säätövarmuuden parantamiseksi.

Historia ja tulevaisuus: valosähköinen ilmiö tunnettiin jo 1800-luvulla; ensimmäiset käytännön aurinkokennot kehitettiin 1950-luvulla Bell Labsissa. Viime vuosikymmeninä hinta ja tehokkuus ovat parantuneet, ja ohutkalvotekniikat sekä perovskiittitekniikka tarjoavat uusia mahdollisuuksia. Tulevaisuudessa tavoitteena on edelleen korkeammat tehokkuudet, parempi kierrätys ja kustannussäästöt sekä parempi rakennusten integraatio.