Luminesoivat aurinkoenergian keräimet

Tässä työssä on tutkittu luminesoivien aurinkoenergian keräimien toimintaa sekä teoreettisin että kokeellisin menetelmin. Selvitettiin keräimen teoreettisia toimintaperiaatteita ja häviömekanismeja. Monte Carlo -simulointiohjelman avulla vertailtiin erilaisia Peräimiä sekä tutkittiin keräimen koon, muodon ja väriainekonsentraation vaikutusta hyötysuhteeseen. Epäorgaanisilla väriaineilla seostettuja lasikeräimiä valmistettiin sulatusmenetelmällä. Seostusaineina käytettiin neodyymia, praseodyymia, ytterbiumia, erbiumia ja holmiumia. Seostusainekonsentraation ja -yhdistelmän vaikutusta keräimen ominaisuuksiin tutkittiin mittaamalla keräinten absorptio- ja luminesenssispektrit. Joistakin näytteistä mitattiin lisäksi luminesenssihyötysuhde ja elinikä. Mittaustulosten perusteella saatiin selville ko. aineiden optimiseostussuhde sinkkitelluriittilasimatriisissa. Epäorgaanisen keräimen kokonaishyötysuhde (< 1 %) jää kuitenkin alhaiseksi muovikeräimen hyötysuhteeseen (4 %) verrattuna. Tämä johtuu lasimatriisin absorptiosta ja lasimateriaaliin seostetun luminesenssiaineen huonosta kvanttihyötysuhteesta. Auringonsäteily vaurioittaa kuitenkin muoviperäimissä käytettyjä orgaanisia väriaineita, ja näin pienentynyt absorptiokyky vaikuttaa keräimen kokonaishyötysuhteeseen. Epäorgaaniset väriaineet absorboivat auringonvaloa hyvin eikä se vaurioita niitä, mutta ne eivät täysitehoisesti muuta sisääntulevaa säteilyä luminesenssisäteilyksi. Uusia keräinmateriaaleja on kuitenkin odotettavissa. Käyttämällä ohuita luminesoivia kalvoja suoraan aurinkoparistojen pinnalla, pariston spektrivaste UV-alueella nousee ja samalla niiden kokonaishyötysuhde kasvaa n. 14 %.