JultikaUniversity of Oulu repository

Tiivistelmä

Työn tavoitteena oli selvittää perovskiittiaurinkokennojen valmistuksen edellytykset. Työ tehtiin kirjallisuuskatsauksena. Tutkimusmenetelmäksi valittiin kvalitatiivinen tutkimus sisällönanalyysimenetelmällä. Lisäksi tutkimuksessa arvioitiin huipputehon, käyttöiän ja hyötysuhteen vaikutuksia LCOE- elinkaarikustannukseen (levelized cost of electricity eli diskontatut elinkaarikustannukset jaettuna diskontatuilla elinkaaren tuotoilla). Tutkimuskysymykset (TK) ja päälöydökset olivat seuraavat. TK1: Mitä kirjallisuuskatsauksen perusteella voidaan sanoa perovskiittiaurinkopaneelien markkinavalmiudesta? Tutkimuksen perusteella aurinkopaneelin valmistaminen perovskiitista ei ole vielä kannattavaa, sillä se ei vielä saavuta kohtuullista käyttöikää ja tämän takia tuotteen LCOE-kustannus kasvaa suureksi. Löydöksenä tuli, että ulkoiset olosuhteet valo, lämpö ja kosteus hajottavat perovskiitin liian nopeasti. TK2: Mitä valmistusmenetelmiä on olemassa perovskiittiaurinkopaneeleille? Tutkimuksessa löydettiin käyttökelpoisimmiksi urasuutin- ja veitsipäällystysmenetelmät, koska nämä antavat ilman pinta-alarajoitusta parhaan tehokkuustuloksen. Tutkimus onnistui, syy-seuraus-suhteet selvitettiin ja kehittämiskohteita löydettiin. Tutkimuksessa käytettiin vertailua vallitseviin teknologioihin. Jatkotutkimusaiheeksi esitetään spin-coating- ja rakosuutin- tai veitsipinnoitusmenetelmien yhdistämistä. Näin spin-coating tekniikan paras hyöty, kiteen kasvun laatu, saadaan siirrettyä suuriin pinta-aloihin mahdollisimman pienellä materiaalihävikillä. Tämä avaa uusia mahdollisuuksia myös muille ohutkalvotuotteille, joilla on suuri pinta-ala.

Manufacture of perovskite solar panels

Abstract

The goal of this thesis was to find out the conditions for the production of perovskite solar cells. The work was done as a literature review. Qualitative research using the content analysis method was chosen as the research method. In addition, the effects of peak power, lifetime and efficiency on the LCOE (levelized cost of electricity) life cycle cost were estimated. The research questions (RQs) and the main results were as follows. RQ1: Based on the literature review, what can be said about the market readiness of Perovskite solar panels? Based on the research, making a solar panel from perovskite is not yet profitable, because it does not yet reach a reasonable service life and because of this, the LCOE price of the product increases greatly. The discovery was that external conditions such as light, heat and moisture break down the perovskite too quickly. RQ2: What manufacturing methods exist for Perovskite solar panels? In the study, the slot-die and knife coating methods were found to be the most useful, as these give the best efficiency result without surface area limitation. The research was successful, the cause-and-effect relationships were clarified and areas for improvement were found. The research used a comparison with prevailing technologies. The combination of spin-coating and slot nozzle or knife coating methods are suggested as a subject for further research. In this way, the best benefit of spin-coating technology, the quality of crystal growth, can be transferred to large surfaces with minimal material loss. This also opens up new opportunities for other thin film products with a large surface area.