Kolmannen sukupolven aurinkokennot

Abstract

Tässä kandidaatintyössä tarkastellaan kolmannen sukupolven aurinkokennoja ja niiden merkitystä tulevaisuuden energiantuotannossa. Ilmastonmuutoksen seurauksena tarvitaan uudenlaisia kestäviä teknologioita korvaamaan fossiiliset polttoaineet. Tähän yhtenä ratkaisuna on aurinkoenergia, sillä se tarjoaa merkittävän potentiaalin. Tämänhetkiset perinteiset piikennot ovat tehokkaita ja laajasti käytössä olevia, mutta niitä edelleen rajoittavat pienet teoreettiset hyötysuhderajat sekä valmistuskustannukset. Tämän takia kehitetään uudenlaisia materiaaleja ja teknologioita, joilla voidaan ylittää perinteisten ratkaisujen haasteet.

Tässä työssä keskitytään kolmeen näistä teknologioista. Työssä käsitellään väriaineherkistettyjä, orgaania sekä kvanttipisteaurinkokennoja. Näillä teknologioilla etuina on muun muassa alemmat valmistuskustannukset, korkeammat hyötysuhderajat sekä monipuoliset käyttömahdollisuudet. Samalla tutkitaan näiden kolmen teknologian yleistä toimintaperiaatetta, haasteita sekä tulevaisuuden näkymiä. Työn alussa käydään läpi ensimmäisen ja toisen sukupolven aurinkokennoja ja aurinkokennojen yleinen toimintaperiaate. Tämän jälkeen lopuissa kappaleissa käsitellään nämä kolme eri ratkaisua ja niiden tulevaisuuden näkymät ja haasteet.

Työn perusteella kaikki kolme teknologiaa tarjoavat merkittävän potentiaalin tulevaisuuden energiantuotannon kannalta. Kaikissa näistä kuitenkin löytyy vielä merkittäviä haasteita, jotka tulee selvittää ennen kaupallistamista. Haasteita ovat esimerkiksi heikko stabiilisuus ja valmistuskustannukset. Mikäli haasteet saadaan selvitettyä, voivat nämä teknologiat olla merkittävä osa tulevaisuuden energiantuotannossa.