Professori Paola Vivo kehittää kestävää aurinkokennoteknologiaa

Paola Vivon kiinnostui aurinkoteknologiasta heti valmistuttuaan diplomi-insinööriksi. Vuonna 2006 hän liittyi silloisen Tampereen teknillisen yliopiston fotokemian tutkimusryhmään tohtoritutkijana, juuri kun ryhmä alkoi keskittyä edullisten orgaanisten aurinkokennojen kehittämiseen. Aurinkokennoteknologia muuntaa auringonvalon suoraan sähköksi puolijohdemateriaaleista valmistettujen kennojen avulla. 

Nyt Paola Vivo johtaa Hybrid Solar Cells (HSC) -tutkimusryhmää, johon kuuluu lähes 20 tutkijaa. Ryhmällä on käytössään huippuluokan tilat, jotka on hankittu Tampereen yliopiston, fotoniikan lippulaiva PREINin sekä jatkuvan ulkopuolisen rahoituksen tuella.

Paola Vivo erikoistunut innovatiivisiin aurinkokennoihin, jotka perustuvat halidiperovskiitteihin ja niiden johdannaisiin. Työssään hän yhdistää soveltavaa ja perustutkimusta ymmärtääkseen materiaaleja molekyylitasolla, tavoitteenaan kehittää tehokkaita, edullisia ja myrkyttömiä valoaktiivisia materiaaleja. Vivo uskoo, että näillä uusilla materiaaleilla on potentiaalia aurinkoenergian lisäksi myös muilla alueilla.

– Meidän täytyy pitää mielemme avoimina ja olla aina valmiina hienosäätämään tutkimussuuntaamme, hän sanoo.

Turvallisia ja vakaita aurinkokennoja jopa sisätiloihin 

Aurinkokennot ovat kehittyneet harppauksin viime vuosina ja ovat jo erittäin tehokkaita. Vivon tiimi ei kuitenkaan tavoittele maailmanennätystä tehokkuudessa, vaan keskittyy materiaalien syvällisempään ymmärtämiseen. Nykyiset perovskiittiaurinkokennot sisältävät myrkyllistä lyijyä. Kennojen vakaus ja myrkyttömyys ovat Vivon tutkimusryhmän tärkeimpiä tavoitteita. 

– Erityisesti kannettavissa laitteissa, kuten urheilukelloissa, tai muissa käyttökohteissa, joissa valosähkö tulee lähelle käyttäjää, ei saa olla mitään myrkyllisiä aineita. 

Muutama vuosi sitten HSC-tutkimusryhmä käynnisti uuden tutkimuslinjan, joka keskittyy kestävien, sisätiloihin tarkoitettujen valosähkökennoratkaisujen kehittämiseen. Ryhmä on edistänyt alan tutkimusta merkittävillä julkaisuilla. Paola Vivo on vastaava kirjoittaja katsauksessa, joka julkaistiin äskettäin Nature Reviews Clean Technology -lehdessä.

Keinovalokennot tuottavat sähköä pienlaitteiden tarpeisiin keinovalosta, kuten LED-lampuista. SOL-TECH-hankkeessa kehitetään valosähköllä toimivia turvarannekkeita, jotka ehkäisevät kaatumisia ja tukevat turvallista ja itsenäistä ikääntymistä.

Parhaillaan Vivo koordinoi keinovalokennoteknologiaan keskittyvää MENTOR-tohtorikoulutusverkostoa, joka saa rahoitusta eurooppalaisesta Marie Skłodowska-Curie -ohjelmasta (MSCA). Verkosto tuo yhteen alan huippuosaajia.

Kuva: Jonne Renvall, Tampere University

Yhteistyöllä lisää vaikuttavuutta 

Paola Vivo haluaa tehdä tutkimusta, joka parantaa maailmaa. Hän kertoo olevansa onnekas, koska saa johtaa lahjakkaita tutkijoita, joilla on sama unelma. 

– Tutkimus on työni paras osa ja inspiroi minua edelleen. Meillä on mahdollisuus suunnata ja edistää tutkimusta tällä alalla, hän sanoo.

Vivon mukaan perovskiittiaurinkokennojen tutkimus on dynaaminen ja erittäin kilpailtu ala.  

– Viime vuodet ovat olleet hulluja! Koskaan ei tiedä mitä seuraavana päivänä tapahtuu. En usko, että löytyy toista tutkimusalaa, jolla kilpailu olisi näin kovaa. Perovskiitteja on tutkittu valtavasti; yhdessä vaiheessa laskimme, että aiheesta julkaistiin 10 artikkelia päivässä.

Vivolle on tärkeää pitää yhteyttä tutkijakollegoihin sekä kansallisesti että kansainvälisesti. Hänen tutkimusryhmänsä jakaa auliisti asiantuntemustaan materiaalikemiasta yhteisten ongelmien ratkaisemiseksi. Ryhmä tekee aktiivista yhteistyötä keskeisten kansainvälisten kumppaneiden kanssa.

Vivon toivelistalla on kansallisen valosähköverkoston perustaminen Suomeen tehostamaan paikallista yhteistyötä. Viime vuonna hän toimi Tampereen ensimmäisen keinovalokennoihin  keskittyvän konferenssin puheenjohtajana. Konferenssi kokosi yhteen noin 75 ihmistä 13 maasta. Seuraava järjestetään Italiassa.

Kuva: Jonne Renvall, Tampere University

Pohjoismaisen luonnon lumo toi Suomeen 

Paola Vivo on kotoisin Italiasta. Hän muutti Suomeen kaksikymmentä vuotta sitten italialaisen miehensä kanssa. Pariskunnalle muutto ei ollut puhtaasti ammatillinen päätös, vaan siihen vaikutti enemmän heidän yhteinen kiinnostuksensa Pohjoismaita kohtaan. Toki myös sillä, että Vivon puoliso teki osan tohtorintutkinnostaan Helsingissä ja myöhemmin työskenteli Nokiassa, oli merkitystä.

– Me molemmat pidämme pohjoismaisesta luonnosta, kauniista metsistä, järvistä ja hiljaisuudesta. Täällä kaikki toimii tehokkaasti, jopa joukkoliikenne. Päätimme yhdessä rakentaa uriamme Suomessa, ja kaikkien näiden vuosien jälkeen viihdymme täällä yhä, Paola Vivo kertoo.

Paola Vivolle hänen kaksi lastaan ja musiikki ovat tärkeimpiä inspiraation lähteitä. Hän hankki hiljattain akustisen pianon herättääkseen henkiin lapsuuden intohimonsa musiikkiin ja soittaa nyt usein nelikätisesti tyttärensä kanssa.