Kalifornian teknillisen korkeakoulun ja Karlsruhen teknisen tutkimuslaitoksen yhteinen tutkijaryhmä on tehostanut ohutkalvoisten aurinkokennojen tehokkuutta jäljittelemällä mustien ruusuperhosten siipien arkkitehtuuria.
Aurinkokennojen tehokkuutta on yritetty parantaa kehittämällä laitteistoja, joiden avulla kenno voi seurata auringon liikettä. Tämä on vain ollut varsin kallis tapa ratkaista asia. Nyt tutkijat ottivat inspiraatiota ruusuperhosesta, jonka pehmeät mustat siivet lämmittävät kylmäveristä hyönteistä viileiden jaksojen aikana.
Tutkijat havaitsivat, että siivet muodostuivat reikämäisistä rakenteista. Näin siivet tulevat kevyemmiksi mutta havaittiin myös, että reiät sirottivat valoa, minkä ansiosta perhonen absorboi enemmän auringon lämpöä.
Bioteknisistä nanorakenteista innostuneet tutkijat loivat samanlaisia rakenteita laboratoriossaan käyttäen amorfisia piiarkkeja. Arkin pienet reiät eri kokoisina aiheuttivat valon siroamisen ja osumisen piin pohjarakenteeseen.
Rakenteen ansiosta piille saattiin karkeasti kaksi kertaa enemmän valoa kuin aikaisemmissa malleissa. Ryhmän mukaan kennojen luominen oli nopeaa ja helppoa.
Yaeln yliopistossa aurinkokennon tehoa on yritetty puolestaan parantaa diatomilla eli piilevällä. Kyse on levästä, joka uusiutuu tehokkaasti ja jota kutsutaan meren jalokiviksi. Ne tunnetaan kyvystään manipuloida valoa.
Yalen tutkijat halusivat hyödyntää tätä ominaisuutta aurinkoteknologian edistämiseksi. Se voikin osoittautua erityisen arvokkaiksi orgaanisen aurinkoteknologian suunnittelussa.
Yksi haaste näiden laitteiden suunnittelussa on, että ne tarvitsevat erittäin ohuita aktiivisia kerroksia (100-300 nanometriä), mikä rajoittaa niiden muunnostehokkuutta. Tämän korjaamiseksi niihin on sisällytettävä nanorakenteita, jotka ansoittavat ja sirottavat valoa absorptiotasojen parantamiseksi. Nämä lähestymistavat ovat kuitenkin liian kalliita laajamittaiselle tuotannolle.
Tutkijat sijoittivat hienonnettua piilevää aurinkokennon aktiiviseen kerrokseen. Tällä tavoin ne pienensivät aktiivisen kerroksen tarvitseman materiaalin määrää, mutta säilyttivät rakenteen sähköntuoton samalla tasolla.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 26.10.2017
Kun verkkojen välisten yhdyskäytävien toteuttamisessa ollaan siirtymässä enenevässä määrin yhdessä tapahtuvaan reunalaskennan ja tekoälyn hyödyntämiseen, yksi järjestelmäkomponentti tahtoo jäädä turhan vähälle huomiolle: ihmisen ja koneen välisen rajapinnan toteuttava laite. Näin voi käydä esimerkiksi käytettäessä laitekehikkoja tai tietokonekoteloita järjestelmäarkkitehtuuriin kuuluvien edge-solmujen tekoälytoimintojen sijoituspaikkoina, kirjoittaa Advantech artikkelissaan.
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
