Perovskiitti- ja piipohjaisten aurinkokennojen hyötysuhteiden ja ympäristövaikutusten vertailu

Abstract

Tässä tutkielmassa vertaillaan edistyneiden perovskiitti- ja perinteisten piipohjaisten aurinko-kennojen hyötysuhteita ja ympäristövaikutuksia. Tutkielmassa tarkastellaan aurinkokennojen hyötysuhteita eri olosuhteissa, ja selvitetään, miten ympäristövaikutuksia voitaisiin pienentää. Tutkielmassa pohditaan aurinkokennojen haasteita ja tulevaisuuden kehityskohteita hyötysuh-teiden ja ympäristövaikutusten näkökulmista. Aihe on ajankohtainen, sillä hyötysuhteiden kehittyminen on keskeisessä roolissa aurinkoken-nojen kilpailukyvyn parantamisessa, ja ympäristötekijät ovat tärkeässä roolissa kohti kestäväm-pää tulevaisuutta. Näiden lisäksi aurinkokennojen kysyntä on kasvamassa muun muassa Euroo-pan unionin ilmastotavoitteiden saavuttamiseksi. Perovskiittiaurinkokennot ovat uuden sukupolven aurinkokennoja, joiden potentiaali vaikuttaa lupaavalta. Perovskiittiaurinkokennoilla on alhaiset valmistuskustannukset ja korkeat hyötysuh-teet verrattuna ensimmäisen sukupolven perinteisiin piipohjaisiin aurinkokennoihin. Perovskiitti soveltuu materiaalina erinomaisesti aurinkokennoihin, koska niiden kiderakenteella on kyky ab-sorboida auringon säteilyä tehokkaasti eri aallonpituuksilla. Perovskiitin ominaisuudet tekevät siitä potentiaalisen kilpailijan perinteisten piipohjaisten aurinkokennojen rinnalle. Piipohjaisilla aurinkokennoilla on vakiintunut rooli aurinkokennoteknologiassa, ja niiden tutki-mus- ja valmistusmenetelmät ovat kehittyneet vuosikymmenien saatossa. Piipohjaiset aurinko-kennot tarjoavat luotettavan suorituskyvyn, mutta niiden valmistuskustannukset ovat korkeat ja hyötysuhteet rajoittuneita. Piipohjaisilla aurinkokennoilla on edelleen markkinoiden johtava asema, mutta kehittyvät teknologiat haastavat niiden asemaa, ja luovat uusia mahdollisuuksia. Ympäristövaikutukset ovat keskeinen osa aurinkokennojen kehitystä. On tärkeää tarkastella ym-päristövaikutusten lähteitä, kuten valmistusmateriaaleja ja -menetelmiä. Materiaalien laatu ja turvallisuus vaikuttavat kaupalliseen käyttöön. Perovskiitilla on isoja haasteita kaupallistetta-vuudessa, sillä materiaali ei kestä kosteutta, ja sen sisältämä lyijy on myrkyllistä niin ympäristölle kuin ihmisille. Pii on materiaalina huomattavasti luotettavampaa, sillä se yhdistää vakaan suori-tuskyvyn, pitkän käyttöiän ja vähäiset ympäristövaikutukset. Tutkielman johtopäätöksinä voidaan todeta, että perovskiittiaurinkokennoilla on korkeammat hyötysuhteet kuin piipohjaisilla aurinkokennoilla, mutta kuluttajille on saatavilla ainoastaan pii-pohjaisia aurinkokennoja. Perovskiittiaurinkokennojen kosteudenkestävyyden parantaminen ja lyijyn korvaaminen tarjoavat uusia tutkimusmahdollisuuksia, jotka saattavat ratkaista kennojen kaupallistamisen haasteet. On arvioitu, että aurinkokennojen ympäristövaikutukset tulevat pie-nentymään tulevaisuudessa.