Lähdekoodi sivulle Aurinkokenno

{{Ohjaa tänne|Aurinkopaneeli||Aurinkopaneelilla saatetaan virheellisesti viitata myös [[Aurinkokeräin|aurinkokeräimeen]].}}
{{päivitettävä}}
{{Aurinkoenergia}}
[[Tiedosto:Dornbirn-Montfortstrasse 21-Shed 1-Ladehalle-MuenchenSolar-01ASD.jpg|thumb|Aurinkokennoja.]]
'''Aurinkokenno''' on laite, jolla [[auringon säteily]] muunnetaan [[sähkö]]energiaksi [[valosähköinen ilmiö|valosähköisen ilmiön]] avulla. Kennon toiminta perustuu kahteen pääperiaatteeseen: saapuva [[fotoni]] synnyttää [[Absorptio (sähkömagneettinen säteily)|absorboivaan]] [[puolijohde|puolijohteeseen]] varauksenkuljettajia, jotka kerätään kulutuslaitteeseen tai [[akku]]ihin. Aurinkosähköä voidaan tuottaa myös [[infrapuna]]valosta.<ref>[http://www.tekniikkatalous.fi/energia/article550997.ece, Aurinkosähköä pimeässä,] Tekniikka ja Talous</ref> Yleisimpiä aurinkokennojen materiaaleja ovat [[piikiekko|yksikiteinen pii]], [[polypii|monikiteinen pii]], [[galliumarsenidi]] ja amorfinen [[pii (alkuaine)|pii]].

Yksittäinen aurinkokenno tuottaa suhteellisen pienen jännitteen, joten yleensä aurinkokennot kytketään sarjaan ja asennetaan kehikkoon niin kutsutuksi aurinkopaneeliksi. Valosähköisestä aurinkosähköstä puhuttaessa käytetäänkin yleensä termiä aurinkopaneeli kennon sijaan.

==Historia ja fysiikka==
[[Pii (alkuaine)|Piipohjaiset]] aurinkokennot perustuvat [[valosähköinen ilmiö|valosähköiseen ilmiöön]]. Se havaittiin ensimmäisen kerran 1830-luvulla, mutta sitä alettiin ymmärtää edes jollain tasolla vasta 1880-luvulla. [[Heinrich Hertz]] havaitsi vuonna 1887, että pinnan [[Valo|valaiseminen]] helpotti jonkin poistumista pinnasta. Nykyään tiedetään, että kyse on elektroneista. Tämä ajatus ei ollut mitenkään vallankumouksellinen, sillä pinnan potentiaalienergiavyöhykkeen olemassaolosta tiedettiin jo. [[Thomas Edison]] havaitsi vuonna 1883, että materiaalin kuumentaminen erittäin korkeaan [[lämpötila]]an vapautti elektroneja (Edison ei tuntenut elektronia){{Selvennä|Miten hän sen havaitsi, jos ei tuntenut elektronia?}}. Pienintä energiaa, jolla elektroni irtoaa kappaleen pinnasta kutsutaan [[irrotustyö]]ksi (f) ja se on materiaalivakio. Hertzin käyttämät kappaleet eivät olleet riittävän kuumia, jotta elektroni olisi irronnut lämpöenergialla.<ref name="physics">Young & Freedman, Sears and Zemansky's University Physics with Modern Physics 11th Edition, s. 1447-1450 {{en}}</ref>

Vuosina 1886–1900 saksalaiset fyysikot [[Wilhelm Hallwachs]] ja [[Philipp Lenard]] tutkivat yksityiskohtaisesti valosähköilmiötä ja saivat melko odottamattomia tuloksia: [[Monokromaattinen|monokromaattisen]] valon osuessa kennoon elektroneja ei irtoa ellei käytetyn valon [[taajuus]] ollut korkeampi kuin rajataajuus; käytetyn valon [[intensiteetti]] ei vaikuta [[pysäytysjännite|pysäytysjännitteeseen]] (jännite, jolla elektronien kulku [[katodi]]lta [[anodi]]lle saadaan estettyä). [[Klassinen fysiikka]] ei kyennyt selittämään valosähköilmiön ominaisuuksia, vaan siihen vaadittiin elektronia ja [[Max Planck]]in [[kvantittuminen|kvantti]]hypoteesia. Vuonna 1905 [[Albert Einstein]] kehitti valosähköilmiölle tarkan analyysin olettamalla, että valonsäde koostuu pienistä energiapaketeista, joita hän kutsui fotoneiksi tai kvanteiksi. Osuessaan kappaleen pintaan fotoni absorboituu elektroniin, mutta vastoin klassisen fysiikan käsitystä energian siirtymisestä elektroni saa joko koko fotonin energian tai ei mitään. Jos absorboituvan fotonin energia on suurempi kuin irrotustyö, elektroni voi paeta pinnalta. Valon suurempi intensiteetti säteilyn taajuuden pysyessä samana tarkoittaa sekunnissa emittoituvien elektronien määrän kasvua eli suurempaa virtaa.{{Lähde}} Suurimmalla osalla metalleista rajataajuus on UV-alueella, mutta [[kalium]]in ja [[cesium]]in [[Oksidi|oksideilla]] [[rajataajuus]] on näkyvän valon alueella.<ref name="physics" />

Vuonna 1940 [[Russell Ohl]] teki [[Bell Labs]]issa kokeita piinpalasella, jonka läpikulkeva virta nousi huomattavasti kun siihen osoitettiin kirkasta valoa.<ref name="chmohl">{{Verkkoviite | osoite = https://www.computerhistory.org/siliconengine/discovery-of-the-p-n-junction/ | nimeke = 1940: Discovery of the *p-n* Junction | viitattu = 22.10.2021 | kieli = {{en}} }}</ref> Demonstraation kokeesta näkivät Joseph Becker ja [[transistori]]n kehittäjiin kuuluva [[Walter Brattain]].<ref>{{Verkkoviite | osoite = | arkisto = https://web.archive.org/web/20120627121017/http://laimbio08.escet.urjc.es/docencia/FOTONICA/origins_p_n_junction_IEEE_spectrum_34_1997.pdf | nimeke = The origins of the pn junction | tekijä = Michael Riordan & Lillian Hoddeson | julkaisija = IEEE Spectrum | tiedostomuoto = PDF | ajankohta = kesäkuu 1997 | viitattu = 1.4.2023 | kieli = {{en}} }}</ref> Ohlille myönnettiin patentti valoherkälle laitteelle vuonna 1946.<ref>{{Verkkoviite | osoite = https://patents.google.com/patent/US2402662 | nimeke = Light-sensitive electric device | viitattu = 1.4.2023 | kieli = {{en}} }}</ref>

Vuonna 1953 [[Calvin Fuller]] ja [[Gerald Pearson]] tekivät Bell Labsissa ''n''- ja ''p''-tyypin puolijohteilla kokeita, joiden tuloksena Bell Labs ilmoitti 24. huhtikuuta 1954 kehittäneensä ”aurinkopariston” eli aurinkokennon.<ref name="ieesilicon">{{Verkkoviite | osoite = http://spectrum.ieee.org/tech-history/silicon-revolution/the-lost-history-of-the-transistor | nimeke = The Lost History of the Transistor | ajankohta = 30.4.2004 | tekijä = Riordan, Michael | viitattu = 16.8.2017 | kieli = {{en}} }}</ref><ref name="apssolarcell">{{Verkkoviite | osoite = https://www.aps.org/publications/apsnews/200904/physicshistory.cfm | nimeke = April 25, 1954: Bell Labs Demonstrates the First Practical Silicon Solar Cell | viitattu = 22.10.2021 | kieli = {{en}} }}</ref> [[Daryl Chapin]] työskenteli Fullerin ja Pearsonin kanssa ominaisuuksien parantamiseksi.<ref name="apssolarcell" />

==Käyttökohteita==
{{päivitettävä| 5-10 vuotta vanhaa tietoa. Kehitystä tapahtunut merkittävästi sittemmin. Myös aurinkopaneelivalmistajien taulukon voisi vetää uusiksi. Lähteeksi esimerkiksi [http://www.renewableenergyworld.com/articles/2016/04/2015-top-ten-pv-cell-manufacturers.html vuoden 2015 kymmenen suurimman valmistajan tilasto], myös top-10:n kehitys 2010-2015 {{en}} }}

Aurinkokennoja käytetään esimerkiksi maata kiertävissä [[satelliitti|satelliiteissa]], [[avaruusluotain|avaruusluotaimissa]], kannettavissa laitteissa, kuten taskulaskimissa ja rannekelloissa ja sähköverkon ulottumattomissa olevilla alueilla esimerkiksi valaistukseen ja veden pumppaukseen. Vuoden 2008 asennuksista aurinkokennoilla tuotetusta sähköstä liitettiin [[sähköverkko]]on 98,7 %, EU:ssa ja 3 % Suomessa.<ref name="BaroPhoto2009">[http://www.energies-renouvelables.org/observ-er/stat_baro/erec/baro190.asp Photovoltaic energy barometer 2008 - EurObserv’ER] Systèmes solaires Le journal des énergies renouvelables n° 184, s. 72-102, 3/2009</ref>

Helsingin ekologisen rakentamisen alueella [[Viikki|Viikissä]] on Suomen ensimmäinen aurinkosähköä käyttävä asuinkerrostalo. Viidennes kiinteistösähköstä tuotetaan aurinkokennoilla. Järjestelmä on liitetty [[Helsingin Energia]]n sähkönjakeluverkkoon, johon kesäaikana kerääntyvä ylimääräinen aurinkosähkö siirtyy. Talossa on 39 asuntoa. Sähköteho on 24 kW. Aurinkokennot ovat osa parvekejulkisivuja. Asukkaat voivat seurata tuotettua energiaa ja säteilytehoja reaaliaikaisesti internetistä. Projekti kuuluu EU:n PV-Nord –hankkeeseen.<ref>Aurinkosähköä asuinkerrostaloon. Kiinteistösähköstä viidennes paneeleilla. Envirotec 2004, s. 25, PubliCo Oy, Helsinki 2004</ref><ref>[http://www.pvnord.org/results/downloads/PVarchitects050121.pdf Photovoltaics in architecture - lessons learned in PV Nord] joulukuu 2004</ref><ref>[http://www.pvnord.org/buildings/ekoviikki/Brief_Building_Report_Ekoviikki_Salvia.pdf Brief Building Report, PV-Nord demobuilding C, As.Oy Salvia, Ekoviikki]</ref> Viikissä oli tarkoitus myydä sähköä Helsingin Energialle siten, että sama määrä sähköä olisi myöhemmin saatu tarvittaessa. [[Verovirasto]] ja [[tulli]] estivät sen. Koska määräykset tekivät sähkön myynnin mahdottomaksi, saa Helsingin energialaitos ylimääräisen sähkön toistaiseksi ilmaiseksi (vuonna 2007). Vuonna 2007 aurinkokennot tuottivat 16 % tässä rakennuksessa käytetystä sähköstä.<ref>{{Verkkoviite|Osoite=http://hbl.fi/nyheter/2007-11-01/solpanelhuset-ger-gratis-el-energiverket|Nimeke=Solpanelhuset ger gratis el åt energiverket|Julkaisu=HBL.fi|Ajankohta=1.11.2007|Viitattu=20.10.2013}}</ref>

Saksassa yli 90 % järjestelmistä on kytketty sähköverkkoon. [[Baijeri]]in valmistui vuonna 2006 kaksi maailman silloin suurinta [[Aurinkopuisto|PV-aurinkopuistoa:]] 12 MW:n Gut Erlase ja 10 MW:n Pocking. Pocking-puistossa on kuusi 1,67 MW:n yksikköä, 57&nbsp;600 paneelia, ja sen pinta-ala on 10 jalkapallokenttää eli 7,5 ha. Moduulit ovat neljässä rivissä, ja niiden yhteispituus on 16,5 km. Puisto vähentää hiilidioksidipäästöjä fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna 10&nbsp;000 tonnia vuodessa 20 vuoden ajan. Järjestelmän on kehittänyt [[Shell]] Solar. Järjestelmä vihittiin käyttöön tasan vuorokausi [[Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuus|Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuuden]] 20-vuotismuistopäivän jälkeen.<ref>[http://www.solarserver.de/solarmagazin/anlage_0606_e.html The world’s largest photovoltaic solar power plant is in Pocking]</ref><ref>[http://investors.sunpowercorp.com/releasedetail.cfm?ReleaseID=179406 SunPower Announces the Opening of Solon's Solarpark Gut Erlasse]</ref><ref>[http://www.solarbuzz.com/FastFactsGermany.htm German PV market]</ref>

[[Google]] suunnitteli vuonna 2006 rakentavansa 1,6 MW:n järjestelmän [[Googleplex|pääkonttori]]insa. Kalifornian kuvernööri [[Arnold Schwarzenegger]]in tavoite on asentaa Kaliforniaan 3&nbsp;000 MW:n aurinkokennoja (2017).<ref name="IEA06">[http://www.iea-pvps.org/products/download/rep_ar06.pdf Photovoltaic power systems programme, Annual report 2006]</ref>

Perinteisesti aurinkokennoille suosittuja käyttökohteita ovat olleet [[Verkkovirta|verkkovirrasta]] irralliset pienkohteet, kuten vesipumput ja taskulaskimet. Kesämökkien, asuntovaunujen, veneiden ja autojen ilmastointilaitteiden käyttövoiman tuottajana ne ovat yleisiä. Jääkaapit, pakastimet, viestintälaitteet ja kannettavat tietokoneet saavat sähköä aurinkokennoista myös erämaassa. Syrjäiset kohteet, kuten majakat tai tukiasemat, on järkevintä sähköistää aurinkoenergialla tai [[Hybridivoima|hybridijärjestelmällä]] liittämällä verkkoon.

Aurinkoenergian tärkeä tulevaisuuden sovellutus saattaa olla veden hajottaminen elektrolyyttisesti [[Vety|vedyksi]] ja [[Happi|hapeksi]] [[polttokenno]]ja varten.<ref name="us"/> ESA on kehittänyt aurinkoenergialla kulkevan auton ja Husqvarna [[ruohonleikkuri|ruohonleikkurin]]. Saksassa asennettiin vuonna 2006 3,5 MW:llä toimivia aurinkokeräimiä autoihin, liikennevaloihin jms.<ref name="IEA06">[http://www.iea-pvps.org/products/download/rep_ar06.pdf Photovoltaic power systems programme, Annual report 2006]</ref> Etenkin Kiina, Saksa ja Japani tukevat aurinkokennojen rakentamista.

==Aurinkokenno==

Kennojen tyypillinen käyttöikä on noin 30 vuotta. Aurinkokennot voidaan jakaa tasapaksuihin levykennoihin (flat-plate PV), joissa auringonvalo tuottaa suoraan sähköä sekä [[Keskittävä aurinkovoima|keskittäviin aurinkokennoihin]] (CPV), joissa auringonvalo keskitetään tai tiivistetään sähkön tuotantoa varten. Levykennojen huipputeho on yleensä 5–300 W. CPV-kennojen huipputeho vaihtelee 0,5–40 kilowattiin. CPV-markkinat kasvavat tällä hetkellä nopeimmin. Vuonna 2004 CPV:n hankkimien tulojen osuus aurinkokennomarkkinoista oli prosentin luokkaa.<ref name="us.prog7-11"/>

Aurinkokennojen tehokkuus riippuu auringon säteilyenergian määrästä, eli se riippuu alueen leveysasteista, paikallisesta ilmastosta ja ilmansaasteiden määrästä. Parhaiten aurinkoenergiajärjestelmät toimivat päiväntasaajan molemmin puolin sijaitsevissa maissa, missä auringonenergiaa on saatavissa eniten maailmassa.<ref name="us" />. Useimpien aurinkokennojen teho kuitenkin laskee lämpötilan noustessa ja pohjoisessa päivänvaloa saadaan kesäaikana ympäri vuorokauden, joten vuoden mittaan aurinkoenergiaa voidaan taloudellisesti hyödyntää pohjoisillakin leveysasteilla.<ref>Aurinko-opas. Aurinkoenergiaa rakennuksiin. Porvoo: Aurinkoteknillinen Yhdistys ry, 2008. s. 123.</ref> Toisaalta kesäauringon laajemmasta kaaresta [[ekliptika]]lla seuraa energian talteenoton vaikeutuminen. Asiaa voi korjata esimerkiksi seurannalla, mutta tällöin laitteiston toiminta monimutkaistuu ja sen hinta nousee.

==Aurinkokennojen tuotanto==
''Katso myös tilastot aurinkoenergian tuottaminen artikkelissa [[Aurinkoenergia]].''

1990-luvulla PV (photovoltaic)-markkinat kasvoivat vuosittain 33 %: 60 MW (1994) 1 GW (2004). Vuonna 2004 kapasiteetti kasvoi 60 %. Uusista järjestelmistä 80 % kytkettiin verkkoon (2004). Kasvu on merkittävintä Saksassa, Japanissa ja joissakin Yhdysvaltojen osavaltioissa, kuten Kaliforniassa, New Jerseyssä ja Arizonassa. Kasvusta on aiheutunut hetkellinen piimateriaalien pula. Se on antanut hetkellisen markkinaedun ohutkalvomateriaaleille ja keskittäville aurinkokennoille.

Suurin aurinkokennojen tuottaja vuonna 2010 oli Kiina (13 018,4 MWp – [[megawatt-peak]]). Euroopan suurin aurinkokennojen tuottaja oli Saksa (2 656,2 MWp, 9,8 % osuudella koko maailman aurinkokennojen tuotannosta)<ref>[http://www.eurobserv-er.org/pdf/baro202.pdf Photovoltaic Barometer by EurObserver]</ref>.

{| class="wikitable" style="float: right;; margin-left: 10px"
! colspan=9 align=center style="background: #FFDEAD" | Aurinkokennojen tuotanto<ref name="baro184">[http://www.energies-renouvelables.org/observ-er/stat_baro/erec/baro184.asp Photovoltaic energy barometer 2008 - EurObserv’ER] Systèmes solaires Le journal des énergies renouvelables n° 184, s. 49-68, 4/2008, tuotanto s. 56, alueet s. 59</ref>
|-----
|- style="background: #FFDEAD"
! Vuosi
! MW
|-----
| [[2001]] || align="right" | 401
|-----
| [[2002]] || align="right" | 558
|-----
| [[2003]] || align="right" | 759
|-----
| [[2004]] || align="right" | 1 196
|-----
| [[2005]] || align="right" | 1 771
|-----
| [[2006]] || align="right" | 2 474
|-----
| [[2007]] || align="right" | 3 733
|-----
| [[2008]] || align="right" | 6 900
|}

Aurinkokennojen tuotantoalueet vuonna 2007 jakautuivat seuraavasti: Eurooppa 29 %, Japani 25 %, Kiina 22 %, Taiwan 10 %, USA 7 % ja muut 8 %.<ref name="baro184">[http://www.energies-renouvelables.org/observ-er/stat_baro/erec/baro184.asp Photovoltaic energy barometer 2008 - EurObserv’ER] Systèmes solaires Le journal des énergies renouvelables n° 184, s. 49-68, 4/2008, tuotanto s. 56, alueet s. 59</ref>

Jos yritysten laajennustiedotteet ja arviot toteutuvat, aurinkokennojen tuotantokapasiteetti olisi 4,8 GW 2006/2007.<ref name="Waldau"/> Piin tuotantomäärät ovat olleet rajoittava tekijä. 2006–2008 vuosituotanto voi lisääntyä jopa 2 GW:lla. Aurinkokennojen tuotanto oli 1,7 GW vuonna 2005, 1,15 GW vuonna 2004 ja 0,56 GW vuonna 2002. Valoenergiamarkkinat kasvoivat 40 % vuonna 2001 ja 2002. Maittain tuottajat vuonna 2005 olivat: Japani 830 MW, Eurooppa 470 MW, Kiina 200 MW ja USA 150 MW. Markkinaosuudet maittain 2002 ja (1997): Japani 44 % (25 %), Eurooppa 25 % (23 %) ja USA 20 % (41 %). Vaikka hinta on yhä muita energiamuotoja korkeampi, aurinkoenergian mahdollisuudet tulla edullisimmaksi energiaksi ovat suuret. Tuotannon lisäys laskee hintaa ja kehitys nostaa tehoa. Kokemuksen mukaan tuotannon kaksinkertaistaminen on laskenut hintaa 20 %. [[Sharp]] ennustaa hyötysuhteen nousevan 17 %:sta 23–24 %:iin 2010-luvulla.

Eurooppalainen [[Q-Cells]] kaksinkertaisti tuotantonsa 2005. Japanilaiset [[Sharp]] ja [[Kyocera]] lisäsivät tuotantoaan 30 % vuonna 2005. [[Sanyo]] kasvoi neljänneksi suurimmaksi japanilaisyritykseksi seitsemänneltä tilalta. Kiinan aurinkokennotuotanto kolminkertaistui 65 MW:sta 200 MW:iin vuonna 2005. Vuoden 2005 lopussa Kiinan tuotantokapasiteetti oli 300 MW. Kolme kiinalaista yritystä on ilmoittanut laajentavansa tuotantoaan 1500 MW:lla 2008–2010 mennessä (Nanjing CEEG PV Tech, Yingli Solar ja [[Suntech Power]]).<ref name="REN21"/>

Amerikkalaisten mukaan maailman ohutkalvo-pV-tuotanto oli 85 MW vuonna 2005 ja he ennakoivat vuoden 2008 kapasiteetiksi 500 MW, josta puolet USA:ssa. [[United Solar Ovonic]] tuotti amorfisen silikonin aurinkokennoja 22 MW (2005). [[First Solar]] tuotti kadmium-telluridi (CdTe) -ohutkalvokennoja 20 MW vuonna 2005. Yritys suunnittelee laajentavansa 100 MW:n (2007). [[Shell]] Solarin ohutkalvokennot perustuvat kupari-indium-diselenidiin (CIG), johon lisätään [[gallium]] Ga ja [[rikki]] S (CIGSS). Hyötysuhde on 11,7 % – tutkijat ovat saaneet hyötysuhteen 19 %:iin. Kennoja on myyty Euroopassa vuodesta 2006.<ref>[http://www1.eere.energy.gov/solar/pdfs/39081.pdf DOE Solar Energy Technologies Program Overview] US Department of Energy, Energy and Efficiency, 5/2006</ref> [[Öljyriippumaton Ruotsi|Ruotsalainen]] ohutkalvokennoja tutkiva Solibro AB ja [[Q-Cells]] muodostivat yhteisyrityksen tuotteiden kaupallistamiseksi marraskuussa 2006. Alustavan tehtaan kapasiteetti on 25-30 MW Thalheimissa.<ref name="IEA06">[http://www.iea-pvps.org/products/download/rep_ar06.pdf Photovoltaic power systems programme, Annual report 2006]</ref>
== Kustannukset ==
Yhdysvaltojen energiaministeriön mukaan multikidekennojen takaisinmaksuaika on 2–4 vuotta ja ohutkalvokennojen 1–2 vuotta.<ref>[http://www.nrel.gov/docs/fy05osti/37322.pdf What is the energy payback for PV? US Department of Energy, Energy and Efficiency] 12/2004</ref>

[[Syöttötariffi|Syöttötariffijärjestelmällä]] tuetaan uusiutuvan energian käyttöönottoa lähes kaikissa teollisuusmaissa. Kreikka sääti aurinkoenergialain helmikuussa 2007, Italia 25.8.2006 ja Espanja 26.3.2007. Kreikan takuutariffi on Saksaakin suurempi. Espanjan hintatuki on 44 eurosenttiä/kWh 25 vuoden ajan.<ref>[http://www.solarserver.de/solarmagazin/index-e.html Photovoltaic investments outside Germany? Looking into the southern EU states 23.4.2007]</ref> Ruotsi antaa toukokuusta 2006 julkisille rakennuksille 60 % tukea aurinkokennojen asennukseen<ref>IEA June 2006 pvpower24</ref>. Suomessa yritykset ja yhteisöt voivat saada tukea maksimissaan 60 prosenttia kustannuksista.<ref>[http://www.tem.fi/index.phtml?s=3093 Työ- ja elinkeinoministeriön energiatuet (2011)].</ref>

== Tulevaisuus ==
[[Kuva:Gossamer penguin.jpg|thumb|280px|left|Aurinkokennoja käyttävä Gossamer Penguin lennossa 25.7.1979 [http://www.dfrc.nasa.gov/gallery/photo/Albatross/].]]

EPIA:n mukaan (9/2008) aurinkokennoilla (PV) voidaan tuottaa 12 % Euroopan sähköstä vuonna 2020. Aurinkokennojen hinta on laskenut 20 % kapasiteetin kaksinkertaistuttua. Saksan aurinkoteollisuuden yhdistyksen (BSW-Solar) mukaan Saksassa aurinkosähkön hinta asennettuna on laskenut 35 % vuodesta 2006 vuoden 2008 loppuun.<ref name="BSW2009">[http://en.solarwirtschaft.de/fileadmin/content_files/Faktenblatt_PV_EN_sep09.pdf Statistics for the German solar power industry (photovoltaics)] Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (BSW-Solar),9/2009</ref> Teknologinen kehitys ja massatuotanto laskevat hintaa. Siksi teollisuuden tavoite on 40 % vuosikasvu.<ref name="Roadmap2008">[http://www.erec.org/fileadmin/erec_docs/Documents/Publications/Renewable_Energy_Technology_Roadmap.pdf The EREC Renewable Energy Technology Roadmap 20% by 2020] 14.11.2008, s. 14</ref>

Aurinkokennojen hinta on laskenut hitaasti verrattuna muihin puolijohdetuotteisiin, kuten [[mikropiiri|mikropiireihin]]. Piikiekolle tehtävien aurinkokennojen valmistuksessa on käytetty kustannussyistä mikropiiripiirituotannolle kelpaamatonta laatua, jonka määrä on ollut rajoitettua. Aurinkokennojen vapauduttua yksikiteisestä piistä, on tämä riippuvuus jäänyt toissijaiseksi. Tulevaisuudessa panostukset [[kasvihuoneilmiö]]n välttämiseen tulee auttamaan aurinkokennotekniikan edistymistä. European PV Industry Assosiation (EPIA) ja Greenpeace arvioivat kapasiteetiksi 200 GW vuonna 2020 ja vuonna 2040 tuotannoksi 25 % koko maailman sähkönkulutuksesta.<ref name="Solar Generation" /> [[EPIA]] eli Euroopan aurinkokennoteollisuuden yhdistys ennustaa aurinkokennot kilpailukykyisiksi huipputunteina Etelä-Euroopassa vuonna 2015 ja muualla Euroopassa vuonna 2020. EPIA:n mukaan aurinkoenergiasta kehittyy merkittävä halpa sähkölähde tulevina vuosikymmeninä.<ref name="epia2008">[http://www.epia.org/fileadmin/EPIA_docs/publications/epia/EPIA__MarketPublication_18feb.pdf Global Market Outlook for Photovoltaics until 2012. Facing a sunny future] [[EPIA]] helmikuu 2008</ref>

Aurinkokennotavoitteet: Japani 4 820 MW (2010), Italia 1 000 MW (2015), Korea 1300 MW (2012)<ref name="IEA06">[http://www.iea-pvps.org/products/download/rep_ar06.pdf Photovoltaic power systems programme, Annual report 2006]</ref> ja USA 5–10 GW (2015)<ref name="IEA06">[http://www.iea-pvps.org/products/download/rep_ar06.pdf Photovoltaic power systems programme, Annual report 2006]</ref>(s.100) ja USA 30 GW (2020).<ref>[http://www1.eere.energy.gov/solar/mission_vision_goals.html Mission, Vision, and Goals, Solar technologies program] the U.S. Department of Energy's Office of Energy Efficiency and Renewable Energy</ref> EU arvioi, että Saksaan on asennettu 4500 MW aurinkokennoja 2010.<ref>[http://ec.europa.eu/energy/res/sectors/photovoltaic_en.htm Innovation and technological development in energy]</ref>

Aurinkoenergian haittana on auringonpaisteen jaksoittaisuus ja investointikustannukset. Jaksoittaisuuden aiheuttamia ongelmia voidaan poistaa [[säätövoima]]lla ja energian varastoinnilla. Aurinkokennoihin ja alan kilpailuun panostavat maat ovat ottaneet käyttöön [[syöttötariffi]]-järjestelmän tukemaan pientuottajia.

Aurinkokennoja käytetään myös voimanlähteenä kokeellisissa [[ajoneuvon vaihtoehtoiset polttoaineet|autoissa]], mutta [[teho]]t ovat vielä pieniä ja aurinkoautoilla on toistaiseksi vain kilpailtu [[Australia]]ssa ja muissa valoisissa maissa.

Saharan reuna-alueiden ja muiden vastaavien kuivien alueiden varustaminen aurinkokennojen käyttämillä kastelujärjestelmillä on eräitä suuria haaveita, joiden toteutuminen helpottuu tekniikan kehittyessä.

Satelliittiaurinkovoima on kallista ja toistaiseksi vasta tutkimusasteella. [[Japani]] ja [[Yhdysvallat]] ovat suunnitelleet lähettävänsä avaruuteen aurinkovoimaloita eli satelliitteja, joihin on kiinnitetty kilometrien pituisia aurinkokennoja. Tuotettu sähkö siirrettäisiin maahan ilmeisesti [[mikroaalto|mikroaalloilla]] tai IR-laserilla. [[Nasa]] esitti jo 1970-luvulla [[avaruusvoimala]]n rakentamista. Suunnitelman mukaan se olisi riittänyt kattamaan koko Yhdysvaltain sähköntarpeen. 1980-luvulla oli huhuja, että Neuvostoliitto kokeili langatonta sähkönsiirtoa avaruudesta maahan. Tässä tekniikassa on niin suuria turvallisuusongelmia, että se ei toteutune lähitulevaisuudessa. Myös kuuhun on suunniteltu sijoitettavan aurinkopaneeleja ympäri kuuta, muodostaen aurinkopaneeliketjun, jolla saataisiin sähkö tulevaisuuden kuutukikohdille vuorokauden ajasta riippumatta.

Useimpien avaruusalusten sähköteho tuotetaan aurinkokennoilla, koska vaihtoehtoina on vain polttokenno (esim. Apollossa käytössä) ja [[ydinenergia]] (esim. Cassini-luotain). Tällöin aluksen käyttöjännite on 28 V, 40 V, 100 V tasavirtaa tai 400 V vaihtovirtaa (esim. [[Kansainvälinen avaruusasema|ISS]]-avaruuasema) ja tehonkulutus kymmenistä [[Watti|wateista]] satoihin kilowatteihin.

== Tekniikka ==

===Teoria===
[[Kuva:Photovoltaic power station in Vila Nova de Famalicão (3).jpg|right|thumb|Aurinkovoimala [[Portugali]]ssa.]]
Aurinkoenergia on uusiutuvaa energiaa, jossa ei ole polttoainekustannuksia, ja josta ei synny [[hiilidioksidi]]päästöjä tai jätteitä. Aurinkokennojen käyttöä on kuitenkin hidastanut kennon korkeahko hinta. Kehityssuuntana on ollut kustannuksien alentaminen, [[hyötysuhde|hyötysuhteen]] parantaminen ja materiaalien kehitys. Aurinkokennojen valmistuskustannukset alenevat 2–4 prosenttia vuosittain teknisen kehitystyön ja suurtuotannon etujen ansiosta. Tärkein valosähköisten kennojen raaka-aine on [[pii (alkuaine)|pii]], jota [[maapallo]]lla esiintyy yltäkylläisesti teollisuuden tarpeisiin. Aurinkokennoja kohtaan osoitettu kritiikki kohdistuu usein pieneen hyötysuhteeseen ja valmistuksesta aiheutuviin päästöihin. Valmistuksesta aiheutuvat päästöt ovat todellakin melko korkeita, mutta nykytekniikalla niitä voidaan vähentää.

Aurinkokennojen [[hyötysuhde]] riippuu kennon valmistusmateriaalien ja -tekniikoiden lisäksi osittain kennoon tulevan säteilyn [[spektri]]stä. Osa säteilystä heijastuu pois jo kennon pinnasta, minkä merkitystä pyritään vähentämään valitsemalla mahdollisimman heikosti heijastava materiaali pintaan. Myös säteilyn absorboituminen pintakerroksiin heikentää hyötysuhdetta, minkä merkitys vähenee sopivilla materiaalivalinnoilla. Fysiikassa auringon säteilyn ajatellaan koostuvan pienistä massattomista hiukkasista, fotoneista, jotka sisältävät tietyn määrän energiaa. Aurinkokennoissa fotonit absorboituvat p-tyypin puolijohteeseen vapauttaen elektroneja valosähköreaktiossa, kuljettuaan ensin n-tyypin kerroksen ja [[Pn-liitos|pn-liitoksen]] läpi.<ref name="us" />

Hyötysuhteen maksimoimiseksi pyritään säätämään p-tyypin materiaalin ominaisuudet siten, että suurin osa elektroneista vapautuu mahdollisimman lähellä liitosta, jotta sähkökenttä kykenisi auttamaan elektronien kulkua kennon yläosan läpi ulkoiseen piiriin. Luonnollisesti fotonien absorptio pyritään saamaan mahdollisimman suureksi, ja siten vapauttamaan mahdollisimman paljon elektroneja. Ja kaiken lisäksi elektronien yhtyminen aukkojen kanssa on estettävä mahdollisimman tehokkaasti. Näiden vaatimusten toteuttamiseksi äärimmäisen puhtaaseen puolijohderaaka-aineeseen lisätään tarkasti määriteltyihin paikkoihin epäpuhtauksia eli muita atomeja. Pinnasta tapahtuvia heijastuksia vähennetään ainakin kahdella eri tavalla: peittämällä pinta monella kerroksella sopivaa materiaalia esimerkiksi piimonoksidia tai käsittelemällä kennon pinta kemikaalein sellaiseksi, että se heijastaa pintaheijastukset takaisin kennoon.<ref name="us" />

Los Alamosin laboratorion tutkijat ovat onnistuneet kokeellisesti osoittamaan, että käyttämällä nanokiteistä puolijohdetta voidaan aurinkokennojen tuottaman sähkön määrää nostaa jopa 35 % nykyisestä. Hyötysuhteen nousun taustalla se, että nanokiteinen puolijohde vapauttaa useita elektroneja kerralla ja käyttää kennoon tulevien fotonien energian tarkemmin kuin aiemmin. Kennon perusperiaate ei muutu miksikään, vaan keksinnössä on kyse tämän 1950-luvulta alkaen tunnetun kuljetusilmiön moninkertaistamisen hyödyntämisestä: kennoon tuleva fotoni irrottaa yhden elektronin puolijohteesta, mutta ylimääräinen energia ei muutukaan lämmöksi vaan se siirtyy törmäysionisaatioprosessissa toiselle elektronille. Hyötysuhteen huomattava nosto edellyttää nanoluokan puolijohteita, sillä perinteisin menetelmin hyötysuhde kasvaisi vain noin prosentilla. Käytännössä edellä kuvattu ilmiö tarkoittaa fotonin osumasta irtoavien elektronien määrän kaksinkertaistumista.<ref>[http://www.lanl.gov/orgs/pa/newsbulletin/2004/05/03/text02.shtml Los Alamos National Laboratory: The Daily Newsbulletin] {{en}}</ref>

Useimmilla tehokkailla aurinkokennomateriaaleilla irrotustyön suuruus on välillä 1,0–1,6 eV. Fotonit, joiden energia on vain hiukan irrotustyötä suurempi, vapauttavat elektroneja tuottamatta ylimääräistä lämpöä. Mikäli fotonin energia on pienempi kuin irrotustyö, fotoni ei pysty irrottamaan elektronia, ja koko fotonin energia vapautuu hukkalämpönä. Jos taas fotonin energia on merkittävästi suurempi kuin irrotustyö, ylimääräinen fotonin energia vapautuu hukkalämpönä. Useimmat aurinkokennot eivät pysty hyödyntämään kuin 55 % auringon säteilyn energiasta, sillä joko irrotustyö tai kuljettavien osasten vaatima energia suurempi kuin tulevien fotonien energia. Kennoissa käytettävät puolijohteet pyritään optimoimaan käyttämään hyödykseen mahdollisimman suurta osaa kennoihin osuvan säteilyn energiasta. 25 %:lla tulevista fotoneista on irrotustyötä pienempi energia, kun taas 30 % tulevasta energiasta kuluu kennon sisäisissä prosesseissa (syntyy esimerkiksi lämpöä ja valoa). Kennon tehokkuuteen vaikuttaa siis valmistustekniikan ja -materiaalien lisäksi käyttöolosuhteet. Aurinkokennon tuottaman sähkön määrää voidaan lisätä käyttämällä [[Keskitin|keskittimiä]], jotka kohdistavat laajemmalle alueelle osuvan auringon säteilyn kennoihin jolloin kennoon osuvan säteilyn intensiteetti kasvaa. Kyse on siis eräänlaisesta vippaskonstista, jonka ongelmana on tosin kennon ja muidenkin rakenteiden normaalia voimakkaampi lämpeneminen. Keskitysjärjestelmiin eli [[linssi|linsseihin]] ja [[Peili|peileihin]] liittyy häviöitä ja myös heijastuminen keskittimistä on merkittävä tekijä.<ref name="us" />

Aurinkokennossa vapautuvien elektronien saaminen ulkoiseen piiriin on tärkeä osa aurinkoenergiateknologiaa, sillä elektronien siirtämiseen tarvittavat kontaktit eivät saisi peittää kuin korkeintaan muutaman prosentin kennon pinnasta ja niiden pitäisi johtaa hyvin kaikissa suunnissa. Se mitä materiaaleja kontakteja varten käytetään ja miten ne asennetaan kennon pinnalle on merkittävä tekijä kennon hyötysuhteen ja hinnan kannalta. Aurinkokennoja kootaan yleensä suuremmiksi kokonaisuuksiksi, joita kutsutaan moduuleiksi ja taulukoiksi. Kokonaisen aurinkoenergiajärjestelmän voi ajatella koostuvan kolmesta osasta: tehontuotto eli aurinkokennot, jotka tuottavat [[tasavirta]]a; kuorma, joka voi olla tasa- tai [[vaihtovirta]]a käyttävä; näiden välissä on erittäin merkittävä, järjestelmän tasapainoa ylläpitävä osajärjestelmä, joka muuntaa kennon tuottaman sähkön käyttökelpoiseksi kuormalle. Tämä osajärjestelmä sisältää moduulien kiinnitysjärjestelmän, [[Sähkövirta|virran]] ja [[Jännite|jännitteen]] suodatuskomponentit sekä tarvittaessa vaihtosuuntauksen. Myös varastointi kuuluu tähän järjestelmään.<ref name="us" />

Aurinkokennojen kiinnitysjärjestelmien on oltava kestäviä ja pitkäikäisiä, sillä ne ovat jatkuvasti sään armoilla. Itsenäisiin aurinkoenergiajärjestelmiin usein kuuluvat [[Akku|akut]] on vaihdettava joka viides tai kymmenes vuosi, näihin järjestelmiin saattaa kuulua myös [[dieselgeneraattori]] tai pieni [[tuulivoimala]]. Isommissa aurinkovoimaloissa käytetään jäljitysjärjestelmiä maksimaalisen energiantuoton saamiseksi eli taulukot on kiinnitetty moottoroituihin kiinnityksiin, jotka pitävät kennot optimaalisessa kulmassa aurinkoon nähden. Jännitteen säätö on tärkeä osa energian tuotantoa, sillä yli- ja alijännitteet voivat olla tuhoisia. Aurinkoenergiajärjestelmien yleistyminen on kiinni järjestelmien hinnasta ja käytettävyydestä sekä niiden eliniästä. Akkuteknologian kehittäminen on äärimmäisen tärkeää, sillä aurinkoenergiajärjestelmiin tarvitaan tehokkaita akkuja, jotka eivät saisi laskea järjestelmän hyötysuhdetta paljoa. Nykytekniikalla akkujen käyttö pienentää hyötysuhdetta noin 20 %.<ref name="us" />

Aurinkokennojen suunnittelussa täytyy huomioida se, miten valo osuu kennoon, sillä valo voi joko osua kennoon suoraan tai se saattaa heijastua esimerkiksi [[pilvi]]stä tai maasta. Keskitinjärjestelmät voivat hyödyntää vain niihin suoraan osuvaa valoa, kun taas litteät kennot pystyvät hyödyntämään heijastuneenkin komponentin. Suoraan kennoon tulevan valon määrä vaihtelee välillä 0–90 %.<ref name="us" />

===Materiaalit===
Vuonna 2004 piipohjaiset materiaalit hallitsivat markkinaosuuksissa: [[polypii|polykiteinen pii]] 62 %, [[piikiekko|yksikiteinen pii]] 29 %, [[amorfinen]] pii 5 % ja nauhapii ({{k-en|ribbon silicon}}) 4 %. [[Ohutkalvon kasvatus|Ohutkalvotekniikan]] (polykiteinen [[kadmium]]-[[Telluuri|telluridi]] CdTe, [[kupari]]-[[indium]]-[[gallium]]-diselenidi [CIGS] ja amorfinen pii [a-Si]) markkinaosuus oli alle 10 % (2004). Ohutkalvotekniikat muun muassa säästävät puolijohdemateriaalikustannuksissa ja mahdollistavat automaation lisäämisen. Tekniikka saattaa kehittyä muita edullisemmaksi.<ref name="us.prog7-11"/>

Aurinkokennot voidaan jakaa piipohjaisiin ja ohutkalvotekniikkaan perustuviin kennoihin. Piipohjaiset kennot, joiden toiminnallinen osa on 100–300 µm, eivät ole teollisuuden kannalta yhtä kiintoisia kuin [[ohutkalvon kasvatus|ohutkalvotekniikkaan]] pohjautuvat kennot, joiden toiminnallisen osan paksuus on 1–10 µm, sillä ohutkalvotekniikka vaatii vähemmän raaka-aineita ja on helpommin sovellettavissa massatuotantoon. Piitä, kuten muitakin aurinkokennojen puolijohteita on olemassa useaa eri tyyppiä: [[Kiteinen aine|yksi- ja monikiteistä]] sekä [[Amorfinen aine|amorfista]]. Puolijohteen ominaisuudet, kuten [[Kide|kiteen]] koko ja rakenne riippuvat aineen tyypistä. Yksikiteisen piin [[atomi]]t muodostavat erittäin säännöllisen kiderakenteen, jossa kiteen koko on yli 10 cm. Niiden materiaalien, jotka koostuvat useista pienemmistä kiteistä [[kiderakenne]] ei ole yhtä säännöllinen kuin yksikiteisten materiaalien, sillä kiteiden pienuuden vuoksi kiteissä olevien atomien tai molekyylien väliset vetovoimat tulevat merkityksellisiksi.<ref name="us">[http://www.eere.energy.gov/solar/ U.S. Department of Energy: Energy Efficiency and Renewable Energy: Solar Energy Technologies Program] {{en}}</ref>

Piiatomien [[elektroni]]en käyttäytyminen piikiteissä on merkittävä tekijä tarkasteltaessa piikiteissä tapahtuvaa valosähköilmiötä, sillä kiteiden muodostumisperiaate on omalaatuinen. Joitakin ohutkalvokennoja voidaan kuvata n-i-p-rakenteella, missä n ja p ovat erityyppisiä puolijohteita, n-tyypin puolijohteessa on ylimääräisiä elektroneja ja p-tyypissä on ylimääräisiä [[Elektroni aukko|aukkoja]]. P/n-liitoksen yli muodostuu [[sähkökenttä]], koska aukot ja elektronit vaihtavat jatkuvasti puolta eli kaksi puolijohdetta käyttäytyy [[paristo]]n tavoin, joten niitä voidaan käyttää erilaisissa piireissä. Aurinkokennoa voidaan pitää [[diodi]]na. Amorfinen pii on erittäin mielenkiintoinen materiaali ohutkalvotekniikan kannalta ja sitä tutkitaan nykyisin erittäin paljon, sillä sen ominaisuudet tekevät siitä johtavan ohutkalvomateriaalin. Amorfisen piin korvaajiksi ovat ehdolla nanokiteinen ja "pienijyväinen" monikiteinen pii.<ref name="us" />

Shell Solar vaihtoi 2006 tuotannon Euroopassa perinteisestä piitekniikasta CIS-ohutkalvotekniikkaan (kupari-indiumdiselenidi).<ref name="IEA06">[http://www.iea-pvps.org/products/download/rep_ar06.pdf Photovoltaic power systems programme, Annual report 2006]</ref> PV Industry Assosiation ja Greenpeace arvioivat kapasiteetiksi 200 GW vuonna 2020 ja tuotannon 25 %:ksi koko maailman sähkönkulutuksesta vuonna 2040.<ref name="Solar Generation">Solar Generation: Solar Electricity for over 1 billion People and 2 million Jobs by 2020, European PV Industry Assosiation ja Greenpeace 2001</ref> The U.S. PV Industry ennustaa Yhdysvaltojen kapasiteetiksi (2020) 36 GW, mikä on alle 5 % tämänhetkisestä potentiaalisesta kapasitettista. Kapasiteetti kasvaa tekniikan kehittyessä.<ref name="us.prog7-11">[http://www1.eere.energy.gov/solar/ Solar Energy Technologies Multi-Year Program Plan 2007–2011] The U.S. Department of Energy</ref>

Muita monikiteisessä ohutkalvotekniikassa käytettyjä materiaaleja ovat kupari-indiumdiselenidi ja [[kadmiumtelluuri]], jonka n-i-p on kemiallisin merkein kirjoitettuna [[kadmium|Cd]][[rikki|S]]-Cd[[telluuri|Te]]-[[sinkki|Zn]]Te. Molemmat edellä mainituista materiaaleista absorboivat tehokkaasti [[Fotoni|fotoneja]] ja ovat valmistusteknillisesti edeltäjiään parempia. Yksikiteisessä ohutkalvotekniikassa käytetään [[galliumarsenidi|galliumarsenidia]], jolla on laaja soveltuvuusalue, sillä galliumarsenidi kestää erittäin hyvin [[säteily]]äkin. Tämä seikka tekee siitä ihanteellisen materiaalin avaruussovellutuksiin. Galliumarsenidia voidaan kerrostaa hieman erilaisin koostumuksin, jolloin saadaan parannettua tehokkuutta ja vietyä hyötysuhde aina vain lähemmäksi ja lähemmäksi teoreettista rajaa. Ohutkalvotekniikkaan perustuvien kennojen tuotanto on yleensä laaja-alaista eli tapahtuu suurella pinta-alalla ja voidaan automatisoida; ohutkalvotekniikkaan perustuvat kennot ovat myös taipuisia.<ref name="us" />

==Kolmannen sukupolven väriherkistetty aurinkokenno==

Kolmannen sukupolven aurinkokennot ovat kehityksen alkuvaiheessa, mutta niiden oletetaan laskevan tuotantokustannuksia huomattavasti. Uusia kennoja voidaan pinnoittaa esimerkiksi lasiin tai seinäpintaan ja kennoja voidaan tuottaa suurina sarjoina edullisesti. [[Michael Grätzel]] palkittiin vuonna 2010 [[Millennium-teknologiapalkinto|Millennium-palkinnolla]] kolmannen sukupolven väriaineherkistettyjen aurinkokennojen kehityksestä. Kennon toimintaperiaate muistuttaa luonnon [[fotosynteesi]]ä ja se tunnetaan nimellä [[Grätzelin kenno]] tai Dye-sensitised solar cell, DSC (kts. linkki EN: [http://en.wikipedia.org/wiki/Dye-sensitized_solar_cells Dye-sensitized solar cells]).

Millennium-palkinnon perusteluissa Grätzelin kennoa pidetään lupaavana vaihtoehtona hallitsevalle piipohjaiselle aurinkokennoteknologialle. DSC-kennot valmistetaan edullisista materiaaleista eikä tuotantoon tarvita monimutkaisia laitteita. Väriaineherkistetyssä kennossa on nanokokoisia titaanidioksidihiukkasia, jotka on pinnoitettu valoa absorboivilla väriainehiukkasilla ja upotettu elektrolyyttiliuokseen. Kennon voi valmistaa yksinkertaisista aineista kotioloissa; punaista [[absorboiva]]a ainetta saa esimerkiksi vadelmista ja [[titaani]]n oksideja valkoisesta titaanioksidi-maalista. Valon osuessa väriainehiukkasiin vapautuu elektroneita, negatiivisen varauksen kantajia. Puolijohtava titaanidioksidipartikkelikerros johtaa elektronit ulkoiseen virtapiiriin.

DSC-kennoilla on saatu 12 prosentin hyötysuhde laboratoriossa ja 9 prosentin hyötysuhde todellisissa käyttöolosuhteissa<ref>[http://web.archive.org/web/20110705101308/http://www.millenniumprize.fi/uploads/images/laureates2010/GratzelMichaeltaustamateriaali.pdf Millenniumpalkinto] (Internet Archive)</ref>. Grätzelin mukaan hyötyero piipohjaisiin kennoihin saattaa kaventua todellisissa olosuhteissa, koska DSC-kennon pitäisi toimia tehokkaammin pilvisissä ja jopa sateisissa olosuhteissa. DSC-kenno ei menetä myöskään tehoaan lämpötilan noustessa, kuten piipohjaiset kennot.

== Yritykset ==

{| class="wikitable" style="float: right;; margin-left: 10px"
! colspan="9" align=center style="background-color: #ddf;" | Tuotanto ja kapasiteetti (MW)<ref name="BaroPhoto2007">[http://www.energies-renouvelables.org/observ-er/stat_baro/erec/baro178.asp Photovoltaic energy barometer 2007 - EurObserv’ER] Systèmes solaires Le journal des énergies renouvelables n° 178, s. 49-70, 4/2007</ref><ref name="BaroPhoto2009">[http://www.energies-renouvelables.org/observ-er/stat_baro/erec/baro190.asp Photovoltaic energy barometer 2008 - EurObserv’ER] Systèmes solaires Le journal des énergies renouvelables n° 184, s. 72-102, 3/2009</ref>
|-
! colspan="3" style="background-color: #ddf;" align=center |
! colspan="4" style="background-color: #ddf;" align=center | Tuotanto
! colspan="2" style="background-color: #ddf;" align=center | Kapasiteetti
|-
! style="background-color: #ddf;" align=center | #
! style="background-color: #ddf;" align=center | Yritys
! style="background-color: #ddf;" align=center | Maa
! style="background-color: #ddf;" align=center | 2005
! style="background-color: #ddf;" align=center | 2006
! style="background-color: #ddf;" align=center | 2007
! style="background-color: #ddf;" align=center | 2008
! style="background-color: #ddf;" align=center | 2007
! style="background-color: #ddf;" align=center | 2009
|----
| align="right" | 1 || align="left" | [[Q-Cells]] || align="left" | Saksa || align="right" | 166 || align="right" | 253 || align="right" | 389 || align="right" | 574 || align="right" | 516 || align="right" | 800
|----
| align="right" | 2 || align="left" | [[First Solar]] || align="left" | USA || align="right" | - || align="right" | 60 || align="right" | 207 || align="right" | 503 || align="right" | 308 || align="right" | 1000
|----
| align="right" | 3 || align="left" |[[Suntech Power|Suntech]] || align="left" | Kiina || align="right" | 82 || align="right" | 158 || align="right" | 327 || align="right" | 498 || align="right" | 540 || align="right" | 1000
|----
| align="right" | 4 || align="left" | [[Sharp]] || align="left" | Japani || align="right" | 427 || align="right" | 434 || align="right" | 363 || align="right" | 473 || align="right" | 710 || align="right" | 710
|----
| align="right" | 5 || align="left" | JA Solar || align="left" | Kiina || align="right" | - || align="right" | 25 || align="right" | 113 || align="right" | 300 || 175 || align="right" | 600
|----
| align="right" | 6 || align="left" | [[Kyocera]] || align="left" | Japani || align="right" | 142 || align="right" | 180 || align="right" | 207 || align="right" | 290 || align="right" | 240 || align="right" | 650
|----
| align="right" | 7 || align="left" | Yingli Green Energy || align="left" | Kiina || align="right" | || align="right" | || align="right" | 150 || align="right" | 282 || align="right" | || align="right" | 600
|----
| align="right" | 8 || align="left" | Motech || align="left" | Taiwan || align="right" | 60 || align="right" | 102 || align="right" | 196 || align="right" | 272 || align="right" | 240 || align="right" | 580
|----
| align="right" | 9 || align="left" | SunPower || align="left" | USA/Filippiinit || align="right" | - || align="right" | 63 || align="right" | 150 || align="right"| 237 || align="right" | 214 || align="right" | 414
|----
| align="right" | 10 || align="left" | [[Sanyo]] || align="left" | Japani || align="right" | 125 || align="right" | 155 || align="right" | 165 || align="right" | 215 || align="right" | 265 || align="right" | 500
|----
| align="right" | 11 || align="left" | Baoding Yingli || align="left" | Kiina || align="right" | - || align="right" | 35 || align="right" | 143 || align="right" | || align="right" | 200 || align="right" |
|----
| align="right" | 12 || align="left" | Solarworld || align="left" | Saksa || align="right" | 37 || align="right" | 86 || align="right" | 130 || align="right" | 190 || align="right" | 205 || align="right" | 650
|----
| align="right" | 13 || align="left" | [[Mitsubishi Electric]] || align="left" | Japani || align="right" | 100 || align="right" | 111 || align="right" | 121 || align="right" | || align="right" | 150 || align="right" |
|----
| align="right" | 14 || align="left" | BP Solar || align="left" |UK-USA || align="right" | 86 || align="right" | 86 || align="right" | 102 || align="left" | || align="right" | 130 || align="right" |
|----
| align="right" | 15 || align="left" | Solarfun || align="left" | Kiina || align="right" | - || align="right" | 25 || align="right" | 88 || align="right" | || align="right" | 240 || align="right" |
|----
| align="right" | 16 || align="left" | [[Isofoton|Isofotón]] || align="left" | Espanja || align="right" | 75 || align="right" | 61 || align="right" | 85 || align="right" | || align="right" | 135 || align="right" | 180
|----
| align="right" | x || align="left" | Muut || align="left" | - || align="right" | 640 || align="right" | 948 || align="right" | || 1 908 || align="right" |
|----
| align="right" | - || align="left" | Schott Solar || align="left" | Saksa || align="right" | 92 || align="right" | 93 || align="right" | 149 || || align="right" | || align="right" | 425
|----
| align="right" | - || align="left" | Photowatt || align="left" | Ranska || align="right" | 33 || align="right" | 35 || align="right" | || || align="right" | || align="right" | 60
|----
| align="right" | x || align="left" | Yhteensä || align="left" | - || align="right" | 1 771 || align="right" | 2 474 || align="right" | 3 733 || align="left" | || align="right" | 6 176 || align="right" |
|----
|}

Vuonna 2004 10 suurimman yrityksen osuus oli 80 % markkinoista ja loput jakautui 30 yrityksen kesken. Vuoden 1,2 GW:n aurinkokennojen lisäys jakautui yritysten kesken järjestyksessä seuraavasti: [[Sharp]] (jp) 27 % (314 MW), [[Kyocera]] (jp) 9 %, [[BP|BP Solar]] (us, es, aut, in) 7 %, [[Q-Cells]] (de) 6 %, [[Mitsubishi Electric]] (jp) 6 %, [[Shell|Shell Solar]] (us, de) 6.0%, [[Sanyo]] (jp) 5 %, RWE – Schott Solar (de, usa) 5 %, [[Isofoton]] (es) 5%, Motech (tw) 3% ja muut 20 %.<ref name="Waldau"> Photovoltaics and renewable energies in Europe, Arnulf Jaäger-Waldau, Renewable and Sustainable Energy Reviews 11 (2007) 1414–1437</ref> Ala on nopeasti kasvava.

===Yritykset Euroopassa===
Euroopassa aurinkokennojen liikevaihto oli 9,2 mrd. € vuonna 2007 ja 5,7 mrd. € vuonna 2006. Euroopan työllisyys oli 70 000 ihmistä vuonna 2007.

Saksassa aurinkokennoja valmistaa 8 yritystä: Deutsche Cell, ErSol Solar Energy, EverQ, [[Q-Cells]], Scheuten Solar (ennen Shell Solar), Schott Solar, Solarwatt Cells ja Sunways.<ref name="IEA06">[http://www.iea-pvps.org/products/download/rep_ar06.pdf Photovoltaic power systems programme, Annual report 2006]</ref> Vuonna 2007 Saksassa oli yli 10 000 alaan liittyvää yritystä ja 80 osien tuotantoyritystä. German Solar Industry Federation arvioi, että aurinkokennot työllistivät maassa 6000 yritystä ja niiden liikevaihto oli 3,8 miljardia euroa 2006. [[BSW]]:n mukaan Saksan myynti oli 5,46 mrd. € vuonna 2007 ja 4,45 mrd. € vuonna 2006. Saksassa oli vuonna 2008 15 tehdasta rakenteilla, mikä vastaa 10 000 työpaikkaa. Saksan työllisyys kasvoi 30 000:sta 40 000:een (50% asennus, 43% tuotanto ja 7% myynti).

Vuonna 1997 Suomen 400 000 kesämökistä 5-/ % oli aurinkokennot sähkönlähteenä. Suomessa Neste Oilin NAPS oli suurin myyjä. Markkinoiden johtajat olivat: Siemens 18 MW, Kyocera 12 MW, Solarex 8 MW, BP 8 MW, Solec 3,5MW, Astropower 3 MW, ASE 3 MW, Photowatt 2,5 MW, Eurosolar 2,5 MW, Isophoton 2 MW ja NAPS (Suomi) 2 MW. Yhteensä tuotanto oli 93 MW.<ref>Aurinko kylmentää oluen, Tekniikka ja Talous 7.8.1997, s.12</ref>

===Yritykset Yhdysvalloissa===
Yhdysvaltalaisia yrityksiä on mm. GE (osti AstroPower:n 2006), BP Solar, United Solar Ovonic ja First Solar.

Schott Solar ja Solarworld suunnittelivat vuonna 2008 tuotannon lisäämistä Amerikassa. Piistä oli vuonna 2008 yhä pula, mutta vuoden 2010 tuotannoksi arvioidaan 8 000–10 000 MWp. [[Sharp]] on tiedottanut rakentavansa 1 000 MWp amorfisen piikennotehtaan vuoteen 2010 mennessä.<ref name="BaroPhoto2007">[http://www.energies-renouvelables.org/observ-er/stat_baro/erec/baro178.asp Photovoltaic energy barometer 2007 - EurObserv’ER] Systèmes solaires Le journal des énergies renouvelables n° 178, s. 49-70, 4/2007</ref>

===Yritykset Japanissa===
Japanissa suurin PV-valmistaja on [[Sharp]]. Japanissa tuotanto on 0,71 GW/vuosi.<ref>[http://www.sharp-world.com/corporate/news/070112_03.html Sharp Sets Up Additional Solar Cell Production Line at Katsuragi Plant]</ref> Yrityksellä on Euroopan markkinoita varten tehdas Walesissa, jota se laajensi 2007 kaksinkertaiseksi 220 MW/a.<ref>[http://www.sharp-world.com/corporate/news/070202.html Sharp Expands Solar Module Production Capacity to 220 MW in Europe] Sharp Corporation 2.2.2007</ref> Muita japanilaisyrityksiä on mm. Sanyo (260 MW/a 2007), Kyocera ja Mitsubishi.

==Yhdistykset==
{| class="wikitable" style="float: right;; margin-left: 10px"
! colspan="6" align=center style="background: #FFDEAD" | Aurinkokennot maailmassa<ref name="REN21"> [2005: Record year for investments in renewable energy] REN21: Renewables Global Status Report 2006 Update, REN21 sihteeristö (Pariisi) ja Worldwatch instituutti (Washington, DC), 18.7.2006</ref><ref name="REN212007">[http://www.ren21.net/pdf/RE2007_Global_Status_Report.pdf Renewables 2007 Global Status Report], REN21 sihteeristö (Pariisi) ja Worldwatch instituutti (Washington, DC), 2008, s.8</ref>.<ref>[http://www.ren21.net/globalstatusreport/g2009.asp Renewables Global Status Report: Energy Transformation Continues Despite Economic Slowdown] REN 21 Pariisi 13.5.2009</ref>
|-
! style="background: #FFDEAD" | Aurinkokennot (GW)
! style="background: #FFDEAD" align=right | 2004
! style="background: #FFDEAD" align=right | 2005
! style="background: #FFDEAD" align=right | 2006
! style="background: #FFDEAD" align=right | 2007
! style="background: #FFDEAD" align=right | 2008
|-
| align=left | Kapasiteetti (PV<sub>kaikki</sub>) || align=right | 4 || align=right | 5,4 || align=right | 7,7 || align=right | 10,5 || align=right | 16
|-
| align=left | Kapasiteetti (PV<sub>verkossa</sub>) || align=right | 2 || align=right | 3,1 || align=right | 5,0 || align=right | 7,8 || align=right | 13
|-
| align=left | Tuotanto (PV) || align=right | 1,2 || align=right | 1,7 || align=right | 2,5 || align=right | 3,8 || align=right | 6,9
|}

{| class="wikitable" style="float: right; margin-left: 10px"
! colspan="5" align=center style="background: #FFDEAD" | Aurinkokennot verkossa (GW)<ref>[http://www.estif.org/fileadmin/downloads/Solar_thermal_markets_in_Europe_2007.pdf Solar Thermal Markets in Europe, Trends and Market Statistics 2007] ESTIF June 2008</ref>.<ref>[http://www.ren21.net/globalstatusreport/g2009.asp Renewables Global Status Report: Energy Transformation Continues Despite Economic Slowdown] REN 21 Pariisi 13.5.2009, s.24</ref>
|-
! style="background: #FFDEAD"| Maa
! style="background: #FFDEAD" | 2005
! style="background: #FFDEAD" | 2006
! style="background: #FFDEAD" | 2007
! style="background: #FFDEAD" | 2008
|-----
| align=left | {{DEU}} || align="right" | 1,9 || align="right" | 2,8 || align="right" | 3,9 || align=right | 5,4
|-----
| align=left | {{ESP}} || align="right" | 0,1|| align="right" | 0,2 || align="right" | 0,7 || align=right | 3,3
|-----
| align=left | {{Japani}} || align="right" | 1,2 || align="right" | 1,5 || align="right" | 1,7 || align=right | 2,0
|-----
| align=left | {{USA}} || align="right" | <ref>[http://www.eurobserv-er.org/pdf/baro192.asp Biofuels barometer] Euroberv’er – July 2009, no 192 s.54-77</ref> || align="right" | 0,7 || align="right" | 0,9 || align=right | 1,2
|-----
| align=left | {{Etelä-Korea}} || align="right" | 0 || align="right" | 0 || align="right" | 0,1 || align=right | 0,4
|-----
| align=left | {{ITA}} || align="right" | 0 || align="right" | 0,1 || align="right" | 0,1 || align=right | 0,3
|-----
| align=left | Lisäys || align="right" | 1,3 || align="right" | 1,5 || align="right" | 2,4 || align=right | 5,4
|-----
! align=left style="background: #FFDEAD" | Yhteensä || align="right" style="background: #FFDEAD" | '''3,5''' || align="right" style="background: #FFDEAD" | '''5,1''' || align="right" style="background: #FFDEAD" | ''' 7,5''' || align="right" style="background: #FFDEAD" | ''' 13,0'''
|-
| colspan=5 align=left style="background: #FFDEAD" |<small>Kokonaismääriä yhteensä</small>
|}

Kansainvälisellä energiajärjestöllä (IEA) on Photovoltaic power systems –ohjelma, jossa vuonna 2006 oli 21 jäsentä: EPIA, Euroopan unioni, Alankomaat, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Kreikka, Norja, Portugali, Ranska, Ruotsi, Sveitsi, Tanska, Australia, Israel, Japani, Kanada, Korea, Mexico ja Yhdysvallat.<ref name="IEA06">[http://www.iea-pvps.org/products/download/rep_ar06.pdf Photovoltaic power systems programme, Annual report 2006]</ref>

Euroopan teollisuuden järjestö on The European Photovoltaic Industry Assosiation eli EPIA. Sillä on 110 jäsentä. Se edustaa 95 % eurooppalaisten kennojen ja 80 % maailman aurinkokennojen tuotannosta. Japan Photovoltaic Energy Association (JPEA) on asettanut tavoitteeksi, että Japani on maailman johtava PV-maa.

PV-ERA NET on eurooppalainen aurinkokennojen tutkimus- ja kehitysohjelmien verkosto. Tavoitteena on vahvistaa tutkimusta verkostolla. EU tukee hanketta. Verkostolla on 20 jäsentä 13 maasta. Suomesta ei ole vielä jäseniä.<ref>[http://www.pv-era.net/cms01/showlinx.asp?lang=e The Photovoltaic European Research Area Network]</ref>

== Katso myös ==
{{Teemasivu kestävä kehitys}}
{{Teemasivu|Teemasivu:Energia|Teemasivu energia|Crystal 128 energy.png|32px}}
{{Teemasivu|Teemasivu:Ympäristönsuojelu|Ympäristönsuojelun<br>teemasivu|Recycling symbol.svg|32px}}
* [[Aurinkokeräin]]
* [[Puolijohdeteollisuus]]
* [[Kestävä kehitys alueittain ja maittain]]
* [[Perovskiittiaurinkokenno]]

== Lähteet ==
* [http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99992688 NewScientist.com news service] {{en}}
* VTT Energia, Energia Suomessa, Edita, Helsinki 1999

=== Viitteet ===
{{Viitteet|sarakkeet}}

== Aiheesta muualla ==
{{Commonscat-rivi|Photovoltaics}}
*[http://www.tkk.fi/Units/AES/projects/renew/pv/pv-toiminta.html Teknillisen korkeakoulun lyhyt johdanto pii-pohjaisen aurinkokennon toimintaan]
*[https://lutpub.lut.fi/bitstream/handle/10024/86886/Kandi_Joona_Kauranen.pdf?sequence=1&isAllowed=y Joona Kauranen: Valosähköisten aurinkopaneeleiden hyötysuhteet, Lappeenrannan teknillinen yliopisto, Kandidaatintyö 2012] (pdf)
* [http://www.pv-tech.org/news/lg-to-triple-solar-manufacturing-capacity-by-2020-with-us435-million-5892 LG to triple n-type mono solar cell capacity by 2020 with US$435 million investment] {{en}} (.pv-tech.org)
* [http://www.iea-pvps.org/products/download/IEA%20PVPS%20Annual%20Report%202007-web.pdf Photovoltaic powersystems programme, Annual report 2007] IEA PVPS
*[http://www.tcichemicals.com/pdf/F2033E.pdf Solar Cell Materials] (pdf) {{en}}
* [https://www.aamulehti.fi/a/201501483 Aamulehti 17.3.2019: Seppo Lehtinen asensi aurinkopaneelit talonsa katolle – Näin paljon hän säästää rahaa sähkölaskussa ja sähkön siirrossa] ''(tilaajille)''
*[https://www.urakkamaailma.fi/aurinkopaneeli Aurinkoenergia Suomessa]
*[https://www.nrel.gov/pv/assets/pdfs/best-research-cell-efficiencies.20200104.pdf National Renewable Energy Laboratory (NREL): Best Research-Cell Efficiency Chart, 1.4.2020] {{en}} (pdf)

{{Uusiutuva energia ja kestävä kehitys}}
{{Energiantuotanto}}
[[Luokka:Aurinkoenergia]]
[[Luokka:Puolijohteet]]
[[Luokka:Sähkö]]
[[Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit]]
[[Luokka:Energian keruu]]