Auringonvalo on monella tapaa ihanteellinen uusiutuva energianmuoto, sillä mikäli lähde lakkaa olemasta, meillä on sähkönsaantia suurempia ongelmia. MIT:n eli Massachusetts Institute of Technologyn tutkijat ovat nyt onnistuneet kehittäneet ultraohuen aurinkokennon, joka voidaan asentaa lähes minkä tahansa pinnan päälle.
Perinteiset piiaurinkokennot ovat hauraita, joten ne on koteloitava lasiin ja pakattava raskaaseen, paksuun alumiinirunkoon. Kehitetyt kestävä ja taipuisat aurinkokennot ovat paljon ohuempia kuin hius, vain 15 mikrometrin paksuisia. Ne on liimattu vahvaan, kevyeen kankaaseen, joten ne on helppo asentaa kiinteälle pinnalle. Ne voivat tarjota energiaa tien päällä puettavana energiakankaana tai ne voidaan kuljettaa ja ottaa nopeasti käyttöön syrjäisissä paikoissa avuksi hätätilanteissa.
Verrattuna perinteisiin piipohjaisiin aurinkokennoihin MIT:n aurinkokalvo painaa vain sadasosan ja tuottaa suhteessa 18 kertaa enemmän tehoa kiloa kohden. Kalvot on valmistettu puolijohtavista musteista käyttämällä painoprosesseja, jotka voidaan skaalata tulevaisuudessa laajalle alueelle.
Koska aurinkokennot ovat ohuita ja kevyitä, ne voidaan laminoida useille eri pinnoille. Ne voitaisiin esimerkiksi integroida veneen purjeisiin tehon tuottamiseksi merellä, kiinnittää telttoihin ja suojapeitteisiin, joita käytetään katastrofipalautusoperaatioissa, tai kiinnittää droonien siipiin niiden lentosäteen laajentamiseksi. Tämä kevyt aurinkotekniikka voidaan helposti integroida rakennettuihin ympäristöihin minimaalisilla asennusratkaisuilla.
Kuusi vuotta sitten MIT:n ONE Lab -tiimi valmisti aurinkokennoja käyttämällä uusia ohutkalvomateriaaleja, jotka olivat niin kevyitä, että niitä pystyi pitämään saippuakuplan päällä sen rikkoutumatta. Mutta nämä ultraohuet aurinkokennot valmistettiin käyttämällä monimutkaisia, tyhjiöpohjaisia prosesseja, jotka voivat olla kalliita ja haastavia laajentaa.
Uuden aurinkokalvon valmistukseen tutkijat käyttivät nanomateriaaleja, jotka ovat tulostettavan elektronisen musteen muodossa. Tutkijat pinnoittivat aurinkokennorakenteen istuttamalla elektronisten materiaalien kerroksia alustalle, joka on vain 3 mikronia paksu. Käyttämällä silkkipainatustekniikkaa rakenteeseen kuvioidaan elektrodi aurinkomoduulin viimeistelemiseksi.
Tämän jälkeen muovialustasta voidaan irrottaa painettu moduuli, joka on vain 15 mikrometrin paksuinen. Kun tutkijat testasivat laitetta, he havaitsivat, että se voisi tuottaa 730 wattia tehoa kiloa kohden. Tyypillinen katolle asennettava aurinkosähkö Massachusettsissa on noin 8 000 wattia. Jotta MIT:n kalvolla tuottaisi 8000 wattia sähkötehoa, kalvomateriaali tarvitaan vain 20 kilon verran.
Tutkijat testasivat myös laitteidensa kestävyyttä ja havaitsivat, että kennot säilyttivät yli 90 prosenttia alkuperäisestä sähköntuotantokyvystään, vaikka ne oli kääritty rullalle ja avattu yli 500 kertaa.
Seitsemännen sukupolven IGBT-teknologia nostaa tehomoduulien suorituskykyä usealla rintamalla. IGBT7 pienentää häviöitä, kasvattaa virtakapasiteettia ja kestää ylikuormituksessa jopa 175 asteen liitoslämpötilan. Yhdessä matalainduktanssisten koteloiden kanssa tämä mahdollistaa aiempaa suuremman tehotiheyden, paremman hyötysuhteen ja pienemmät järjestelmäkustannukset.
