Orgaaniset aurinkokennot saaneet jalansijaa markkinoilla. Kuluttaja voi ostaa itselleen esimerkiksi orgaanisella aurinkokennolla varustetun repun, josta puhelimen lataus onnistuu näppärästi. Hanna Hakola kehitti väitöstyössään halvempia kennomateriaaleja.
Jotta orgaaniset aurinkokennot voisivat yleistyä tulevaisuudessa, niiden hinta-laatusuhteen pitäisi olla nykyistä parempi. Hanna Hakola kehitti tutkimuksessaan aurinkokennon elektrodimateriaaleja edullisempaan ja turvallisempaan suuntaan.
Nykyisin tavallisin läpinäkyvä elektrodimateriaali sisältää indiumia, joka on kallista ja lisäksi myrkyllistäkin. Hakolan mukaan vastaavia elektrodeja voidaan tutkimukseni mukaan valmistaa sinkkioksidista, mikä on hyvä uutinen ajatellen kennojen kustannustehokkuutta.
- Aurinkokennoja, joiden toiminta perustuu orgaanisen materiaalin kykyyn sitoa aurinkoenergiaa, voidaan käyttää monissa sellaisissa paikoissa, joihin perinteiset piipohjaiset aurinkokennot eivät sovellu. Niiden etuina on muun muassa se, että ne ovat läpinäkyviä, niitä voidaan valmistaa eri väreissä myös taipuisille pinnoille. Maailmalla tämän tyyppisiä aurinkokennoja testataan jo esimerkiksi suurten toimistorakennusten ikkunamoduleissa.
Hakolan työn tuloksena saatiin myös uutta tietoa valon aikaansaamista reaktioista puolijohteiden ja orgaanisten valoaktiivisten molekyylien välisillä rajapinnoilla. Aurinkokennoissa kyseiset rajapinnat ovat oleellisia, sillä niissä tapahtuvat kennon toiminnan kannalta tärkeimmät reaktiot. Reaktiomekanismien tutkiminen on haasteellista, koska useita nopeita reaktioita tapahtuu samaan aikaan.
– Nopeimmillaan elektroninsiirtoreaktio tapahtui noin yhdessä pikosekunnissa eli silmänräpäyksessä tämä reaktio ehti tapahtua 100 miljardia kertaa.
Hakola kehitti yksinkertaistettuja mallinäytteitä, joiden avulla reaktiomekanismien määritys oli mahdollista. Mekanismeihin vaikuttaviin tekijöihin päästiin käsiksi muokkaamalla rajapinnan ominaisuuksia kontrolloidusti.
Supramolekulaarisen valokemian tutkimusryhmän yhteistyökumppaneilla oli merkittävä rooli. Tutkimus tehtiin tiiviissä yhteistyössä TTY:n Optoelektroniikan tutkimuskeskuksen sekä Aallon, Jyväskylän ja Kioton yliopistojen kanssa. Myös pari vuotta sitten tehdyt investoinnit supramolekulaarisen valokemian tutkimusryhmän laitekantaan ovat olleet välttämättömiä.
Hakolan kemian alaan kuuluva väitöskirja Photoactive ZnO-organic nanostructures: development and characterization (“Sinkkioksidista ja orgaanisista materiaaleista koostuvat valoaktiiviset nanorakenteet: kehitys ja karakterisointi”) tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) luonnontieteiden tiedekunnassa ensi perjantaina.
5G ja tulevien Beyond 5G -verkkojen NTN-ratkaisut tuovat langattomat yhteydet alueille, joille maanpäälliset verkot eivät yllä. Erityisen tärkeä rooli satelliittiyhteyksillä voi olla pelastus- ja viranomaisviestinnässä, kun maanpäällinen verkko ruuhkautuu, vaurioituu tai lakkaa kokonaan toimimasta. Liikkuvat satelliitit tuovat kuitenkin 5G-yhteyksiin uusia teknisiä haasteita, joiden ratkaiseminen vaatii perusteellista testausta.
