Outdoor aging experiments of perovskite solar cells
Lind, Frans (2025-04-23)
Outdoor aging experiments of perovskite solar cells
(23.04.2025)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
avoin
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025042932384
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025042932384
Tiivistelmä
Perovskite solar cells (PSCs) are a hot topic in photovoltaic field due to the high level of power conversion efficacy that can be reached. With the technology being relatively new there are few long-term outdoor experiments conducted. This thesis takes a dive into what kinds of tests have been conducted on PSCs, what parameters have been measured, how outdoor environment can affect the aging speed of PSCs and how outdoor testing results compare to indoor testing. The purpose of this thesis is to create understanding on previously stated subjects.
This thesis was conducted as a literature review utilizing mainly academic articles discussing for example perovskite as itself and about PSCs. Existing study results in that are referred in this thesis were conducted in different geological areas.
From these studies it was found that most of the studies follow the ISOS protocol for the experiment setup but with the same protocol the testing setup looked very different to each other. With this conclusion comes the need for a stricter standard. There is also a research gap regarding both northern geological areas and panel size specimens. For comparability with indoor testing it was determined that the more testing mimics the outdoor environment the more comparable it is. There still needs to be a lot of experimenting done with PSCs in outdoor setting and it should start by creating a credible standard to make different studies comparable Perovskiittiaurinkkokennot (PSC) ovat paljon puhuttu aihe, kun puhutaan aurinkoenergiasta. Niiden avulla pystytään saavuttamaan huomattavasti perinteisiä aurinkokennoja korkeampi hyötysuhde. Teknologia on kuitenkin suhteellisen uutta, eikä sitä ole tutkittu paljoa pitkäaikaisessa ulkoilmakäytössä. Tässä tutkielmassa syvennytään millaisia tutkimuksia kennoille on tehty ulkoilmaympäristössä, minkä laisia koejärjestelyjä on käytetty, mitä eri parametrejä on seurattu ja miten, miten eri ulkoilman muuttujat vaikuttavat aurinkopaneelin ikääntymisen nopeuteen ja ovatko ulkoilmassa tehtyjen tutkimusten tulokset verrattavissa sisätiloissa tehtyihin.
Tämän kandidaatintutkielman tarkoitus on luoda ymmärrys jo tehdyistä tutkimuksista ja havainnoista. Kandidaatintutkielma toteutettiin kirjallisuuskatsauksena, jossa pääasiallisena lähteenä toimivat tieteelliset artikkelit. Artikkelit käsittelivät yleisesti perovskiitin ja perovskiittiaurinkokennojen luonnetta ja ominaisuuksia. Näiden artikkelien lisäksi käsitellään myös kolmea erillistä artikkelia tutkimuksista, jotka on toteutettu toisistaan eroavissa geologisissa sijainneissa.
Tutkielmassa kävi ilmi, että tehdyt tutkimukset ovat noudattaneet samaa ISOS-protokollaa koejärjestelyissään, mutta silti järjestelyissä oli huomattavia eroja. Ulkoilman muuttujat kuten kosteus ja lämpötila ovat vaikuttavia tekijöitä ikääntymisen nopeuteen. Tutkimusaukkoja löytyy niin korkealta pohjoiselta pallonpuoliskolta, kuin paneelikoossa tehdyissä kokeissakin. Tutkielmassa todettiin myös, että ulko- ja sisäilmakokeiden verrattavuus paranee, mitä enemmän ulkoilmasta tuodaan sisäilmakokeisiin muuttujia, kuten kosteus. Kennoille tulee siis tehdä vielä paljon tutkimuksia ulkoilmassa, jotta saadaan parempi ymmärrys niiden käyttäytymisestä. Ensimmäinen askel olisi kuitenkin luoda standardi, joka määrittää koejärjestelyt tarkasti eikä mahdollista erilaisia koejärjestelyitä kuten ISOS-protokolla. Laajasti tunnustettu ja käytetty standardi siis parantaisi tutkimustulosten vertailua.
This thesis was conducted as a literature review utilizing mainly academic articles discussing for example perovskite as itself and about PSCs. Existing study results in that are referred in this thesis were conducted in different geological areas.
From these studies it was found that most of the studies follow the ISOS protocol for the experiment setup but with the same protocol the testing setup looked very different to each other. With this conclusion comes the need for a stricter standard. There is also a research gap regarding both northern geological areas and panel size specimens. For comparability with indoor testing it was determined that the more testing mimics the outdoor environment the more comparable it is. There still needs to be a lot of experimenting done with PSCs in outdoor setting and it should start by creating a credible standard to make different studies comparable
Tämän kandidaatintutkielman tarkoitus on luoda ymmärrys jo tehdyistä tutkimuksista ja havainnoista. Kandidaatintutkielma toteutettiin kirjallisuuskatsauksena, jossa pääasiallisena lähteenä toimivat tieteelliset artikkelit. Artikkelit käsittelivät yleisesti perovskiitin ja perovskiittiaurinkokennojen luonnetta ja ominaisuuksia. Näiden artikkelien lisäksi käsitellään myös kolmea erillistä artikkelia tutkimuksista, jotka on toteutettu toisistaan eroavissa geologisissa sijainneissa.
Tutkielmassa kävi ilmi, että tehdyt tutkimukset ovat noudattaneet samaa ISOS-protokollaa koejärjestelyissään, mutta silti järjestelyissä oli huomattavia eroja. Ulkoilman muuttujat kuten kosteus ja lämpötila ovat vaikuttavia tekijöitä ikääntymisen nopeuteen. Tutkimusaukkoja löytyy niin korkealta pohjoiselta pallonpuoliskolta, kuin paneelikoossa tehdyissä kokeissakin. Tutkielmassa todettiin myös, että ulko- ja sisäilmakokeiden verrattavuus paranee, mitä enemmän ulkoilmasta tuodaan sisäilmakokeisiin muuttujia, kuten kosteus. Kennoille tulee siis tehdä vielä paljon tutkimuksia ulkoilmassa, jotta saadaan parempi ymmärrys niiden käyttäytymisestä. Ensimmäinen askel olisi kuitenkin luoda standardi, joka määrittää koejärjestelyt tarkasti eikä mahdollista erilaisia koejärjestelyitä kuten ISOS-protokolla. Laajasti tunnustettu ja käytetty standardi siis parantaisi tutkimustulosten vertailua.