Kuvan aurinkolämpökeräimet eivät liity tutkimusryhmän löytöön.
Kuvan aurinkolämpökeräimet eivät liity tutkimusryhmän löytöön.

”Kun pyysimme tukea ensimmäiseen aurinkoenergiahankkeeseemme vuonna 2008, Tekes vastasi, että no way”, Hele Savin muistelee.

Aalto-yliopiston apulaisprofessorin Hele Savinin johtama tutkimusryhmä teki hiljattain mustien piikennojen maailmanennätyksen siinä, kuinka suuri osa valon energiasta muuttuu sähköksi. Uusi ennätys on 22 prosenttia.

Tulos vaatii hieman avaamista. Laadukkaimmat tehtaalla kootut aurinkopaneelit muuttavat auringon valosta sähköksi noin 17 prosenttia.

Piikennoja on kahdenlaisia. Savinin ryhmä tutkii niin sanottuja mustia kennoja, joiden tehosuhde on ollut huonompi kuin ”normaalikennojen”.

– Kun aurinkokennon pinta-ala kasvaa, elektronit karkaavat kennon pinnalle sen sijaan että ne saataisiin talteen ulkoiseen virtapiiriin. Musta pinta lisää kennon pinta-alaa, mikä puolestaan rajoittaa sähkön tuotantoa, Savin kuvaa mustien kennojen ongelmaa.

Savinin ryhmä keksi, että tämän hävikin voi estää luomalla kennoihin sisäisen sähkökentän, joka ohjaa elektronit suoraan ulkoiseen virtapiiriin.

–  Hyppäys edelliseen ennätykseen on huomattava. Olemme nyt mustan kennon kanssa samoissa lukemissa kuin parhaat normaalikennot.

Tutkimusryhmän keksinnön myötä vaaka alkaa kallistua mustan kennon eduksi, sillä musta kenno tuottaa enemmän energiaa, kun aurinko paistaa matalalta. Lisäksi musta kenno on edullisempi valmistaa, sillä siihen ei tarvita erillistä heijastuksenestokerrosta.

Naisenergiaa ukkoparveen

Energia on ollut perinteisesti miesvaltainen toimiala. Nainen aurinkoenergian huipulla on piristävä poikkeus.

–  Kopautin yhdessä 500 hengen seminaarissa suomalaista naiskollegaani kylkeen ja kysyin, huomaatko mitään? Olimme salin ainoat naiset.

Suomessa Savin on ollut roolimalli myös nuoremmille. Hänen 10 hengen tutkimusryhmästään neljä on naisia.

–  Sukupuoli ei ole mikään kriteeri. Lähtökohta on se, että haluaa ymmärtää, mitä siellä aurinkokennojen sisällä tapahtuu. Olen halunnut ryhmääni nuoria ja innokkaita tutkijoita, joilla on kyky ajatella luovasti.

Ennätyskennossa suomalaisten vastuulla on ollut mustan pinnan tekeminen ja espanjalaisten kollegojen kennon takapinta. Tutkijoita on ollut sparraamassa saksalainen aurinkokennovalmistaja.

Mustan kennon kaupallistamisessa on mukana myös suomalaisia yhteistyökumppaneita.

–  Jos kaikki menee putkeen, tästä voi tulla kuluttajatuote muutamassa vuodessa. Todennäköisesti matkalla tulee vielä haasteita, jotka eivät ole pälkähtäneet yliopistotutkijan päähän ja jotka hidastavat aikataulua, Savin ennustaa.

Savinin unelma on kuitenkin monta askelta lähempänä toteutumistaan.

–  Unelmani on, että mahdollisimman monissa aurinkokennoissa käytettäisiin kehittämääni tekniikkaa.

Kaiken takana on it-buumi

Hele Savin on jo toistamiseen auringonnousun alalla.

Hän väitteli vuonna 2005 tohtoriksi siitä, kuinka kupari ja rauta vaikuttavat piikiekoissa.

Kysymys oli keskeinen pohdittaessa, miten maailman elektroniikkavempaimiin ja uutuuskännyköihin saatiin halvempia osia.

Ei siis ihme, että Imatralta pääkaupunkiseudulle muuttanut Savin sai oikopäätä rahoituksen oman tutkimusryhmän perustamiseen.

–  Kun pyysimme tukea ensimmäiseen aurinkoenergiahankkeeseemme vuonna 2008, Tekes vastasi, että no way, pysykää mikroelektroniikkapuolella, Savin kertoo.

Savin ryhmineen ei totellut, sillä muualla maailmassa aurinkoenergiaa tutkittiin jo innolla. Lisäksi hän tiesi jotain, mitä muut eivät olleet tiedostaneet.

–  Ymmärsimme, että mikroelektroniikassa ja aurinkokennoissa on yllättävän paljon samoja ongelmia. Voimme siis soveltaa oppimaamme myös aurinkokennoihin.

Nyt kun maailmanennätys on rikottu, tutkimusryhmä aikoo soveltaa oppimaansa takaisin mikroelektroniikkaan.

–  Käytämme samaa teknologiaa eli mustaa pintaa muihinkin tuotteisiin. Tavoitteena on maailman tarkin kamera, Savin väläyttää.

Heitto kannattaa ottaa vakavasti, sillä Hele Savinille on satanut viime vuosina palkintoja ja tunnustuksia. Toissa vuonna World Economic Forum valitsi Savinin Young Scientist 2013 -palkinnon saajaksi.

Entäs tämä ydinvoimaseikkailu?

Suomen harmaata kesää värittivät Fennovoiman uskomattomat käänteet. Tutkija ei halua ottaa kantaa poliittisiin päätöksiin, mutta seuraa keskustelua mielenkiinnolla.

–  Tavoitteeni on luoda energiantuotantoon uusia vaihtoehtoja ja tuoda niitä päättäjien tietoisuuteen, mutta heidän tehtäväkseen jää valita, mikä Suomen tulevaisuuden kannalta olisi paras ratkaisu.

Savin on ehtinyt työskennellä myös Saksassa Fraunhofer-Instituutissa, jossa aurinkoenergian tutkimus työllisti 1000 henkilöä.

Saksa on noussut aurinkoenergian edelläkävijäksi, sillä maa on päättänyt panostaa uusiutuvaan energiaan ja sähkön pientuotantoon. Pelisäännöt on sovittu ja markkinat toimivat.

–  Aurinkoenergiassa on järkeä. Suomessa tosin ylijäämäsähkön myyminen verkkoon ei ole pientuottajalle ainakaan vielä kannattavaa, Savin sanoo.

Suutarin lapsi saa keväällä kengät

Savinin kesämökki Hämeessä sai aurinkopaneelit jo 1980-luvulla ja suuri osa hänen tieteellisistä teksteistään on kirjoitettu niiden tuottamalla aurinkosähköllä.

–  Uskon, että ne paneelit tuottavat sähköä vielä monta vuosikymmentä. Itse piikenno ei kulu vuosien saatossa, mutta paneelin metallit ja kehykset alkavat heiketä. Nyt on jo yrityksiä, jotka ottavat vanhat aurinkokennot talteen ja vaihtavat ympärille uudet kehykset.

Savinin varsinaiseen asuntoon aurinkosähkö piti saada tänä kesänä, mutta asennus siirtyy ensi kevääseen.

–  Kylppärissä kävi vesivahinko, joten sen korjaus meni paneeleiden asentamisen edelle.