Uusia puolikiinteitä elektrolyyttimateriaaleja väriaineaurinkokennojen stabiiliuden parantamiseksi ja massatuotannon helpottamiseksi

This study focuses on improving either mass production or lifetime of dye solar cells. The first goal was to study how the state of the external circuit affects the degradation of dye solar cells under illumination. This effect is relevant when considering the operation and aging of cells in actual use. Cells were aged in open circuit, short circuit and under a load close to their maximum power point. It was determined that aging in short circuit had clearly detrimental effect on the long-term stability of the cells, while cells in open circuit and under load performed similarly to each other. The reasons for the different behaviours of the cells was discussed further based on the extensive measurements performed on the cells before, during and after the aging. The cause of the rapid decrease in the performance of short circuited cells was identified to be the degradation of charge carriers in the electrolyte. The second goal was to discover a method to increase dye solar cell stability by adding absorber polymers into the electrolyte of the cells. The hypothesis was that the absorbing polymers would absorb water, which is generally harmful to dye solar cells, during the operation of the cells thus allowing the cells to function longer. Unfortunately, the polymers decreased cell performance notably. As the degradation was apparent instantly after the cell assembly, it is likely that the polymers reacted with the electrolyte of the cells. The final goal was to enhance dye solar cell fabrication methods with the help of biomaterial aerogels. The usual method of injecting liquid electrolyte into a cell through small holes in the substrates has few practical issues, especially when filling a cell with a large area. In this work the aerogels were inserted between the electrodes of the cells and then soaked in electrolyte before the cell was sealed. The aerogels successfully held the liquid electrolyte in place, thus also improving the cell resistance against leaking. The measurements also indicated that this assembly method avoided the problems present in injecting the electrolyte. The performance of the cells assembled with the best of the aerogels did not differ from the performance of the reference cells, demonstrating the validity of this assembly technique.Tämän työn päätavoitteet kohdistuvat väriaineaurinkokennojen massatuotannon ja niiden eliniän parantamiseen. Ensimmäinen tavoite oli selvittää miten väriaineaurinkokennoon kytketty virtapiiri vaikuttaa valaistun kennon degradaatioon. Virtapiirin vaikutus on tärkeää huomioida tutkittaessa aurinkokennojen ikääntymistä oikeassa käytössä. Kennoja ikäännytettiin avoimessa ja oikosuljetussa piirissä, sekä kytkettynä kuormaan joka vastasi kennon maksimitehopistettä. Selvisi että oikosulku vaikutti selvästi haitallisesti kennojen stabiiliuteen, kun taas kennot kuormassa ja avoimessa piirissä ikääntyivät keskenään hyvin samankaltaisesti. Erilaisten ikääntymisprosessien syitä analysoidaan työssä lisää kattavien, koko ikäännytyksen ajan tehtyjen, mittausten pohjalta. Oikosuljettujen kennojen nopean ikääntymisen syyksi tunnistettiin elektrolyytin varauksenkuljettajien nopea degradaatio. Toinen tavoite oli parantaa väriaineaurinkokennojen käyttöikää lisäämällä elektrolyyttiin polymeerejä, jotka kykenevät absorboimaan vettä. Suunnitelmana oli, että polymeerit absorboisivat yleensä kennoille haitallista vettä kennon toiminnan aikana, siten mahdollistaen kennoille pidemmän toiminta-ajan. Valitettavasti polymeerit heikensivät kennojen suorituskykyä huomattavasti. Koska kennot heikkenivät heti polymeerin lisäämisen jälkeen, on todennäköistä, että polymeerit reagoivat jonkin elektrolyytin ainesosan kanssa välittömästi. Viimeisenä tavoitteena oli väriaineaurinkokennojen valmistusmenetelmien tehostaminen biomateriaali-aerogeelien avulla. Tavallisesti kennoihin lisätään nestemäinen elektrolyytti injektoimalla se substraatissa olevista aukoista, millä on kuitenkin muutamia haittapuolia, varsinkin täytettäessä suurta kennoa. Tässä työssä aerogeelit asetettiin kennon elektrodien väliin ja kasteltiin elektrolyytillä ennen kennojen sulkemista. Aerogeelit myös onnistuivat pitämään nestemäisen elektrolyytin paikoillaan, mikä myös lisää kennojen mekaanista kestävyyttä vuotoja vastaan. Mittaukset myös indikoivat, että tämä valmistusmenetelmä vältti injektiossa esiintyvät ongelmat. Parhaan aerogeelin avulla kasattujen kennojen suorituskyky ei eronnut referenssikennojen suorituskyvystä, mikä demonstroi tämän menetelmän toimivuutta

Management control in the front end of innovation

Should management control the front end of innovation in companies? And if so, how? This thesis examines the use of management control in the front end of innovation, how the different management control mechanisms are associated with front end performance, and how technology and market uncertainty influence this relationship. The front end of innovation is generally regarded as the most troublesome phase of the innovation process and at the same time as one of the greatest opportunities to improve the overall innovation capability of a company. The front end of innovation has been characterized as a highly uncertain and creative phase, thereby requiring considerable amounts of freedom and independence for those executing front end activities. However, a certain amount of control is necessary to secure the effective use of resources and the achievement of the company's strategic goals. The current findings on management control and its influence on performance in a new product development context in general are conflicting. For example, while many authors argue that behavioral control kills creativity, others emphasize the advantages of improved communication and coordination created by process formalization. Some authors stress the importance of setting specific and challenging strategic goals for development work, yet other articles indicate this inhibits creativity and learning. One challenge in interpreting the conflicting results of existing management control research in a new product development context is the fact that most studies treat the front end of innovation simultaneously with product development projects, thereby averaging the totally different characteristics of these two innovation phases. Studies investigating management control in the front end of innovation are still scarce. This theoretical gap is the focus of this thesis. This study develops a framework for management control in the front end of innovation and tests hypotheses on the relationship between different management control mechanisms and front end performance. Management control is covered through seven variables: input control, front end process formalization, outcome-based rewarding, strategic vision, informal communication, participative planning, and intrinsic task motivation. Product concept superiority and strategic renewal are used as front end performance indicators, reflecting both the short-term and long-term development needs of the organization. The influence of technology and market uncertainty as potential moderators on the control mechanism-performance relationship is investigated in relation to front end process formalization and outcome-based rewarding. Data from the front end phase of 133 new product development projects from different large and medium-sized Finnish companies have been collected and analyzed. A factor model was used to test the validity of the management control framework and a linear regression analysis used for hypothesis testing. The results show that management control mechanisms are associated with performance in different manners depending on the performance variable used. Front end process formalization, strategic vision, and intrinsic task motivation were positively associated with product concept superiority. No association was found between input control, outcome-based rewarding, informal communication, participative planning, and product concept superiority. The results show that input control and intrinsic task motivation were positively associated with strategic renewal in the front end of innovation. No association existed between front end process formalization, outcome-based rewarding, informal communication, participative planning, and strategic renewal. Three significant moderating relationships were found in the study: Market uncertainty positively moderates the positive association between front end process formalization and product concept superiority; Technology uncertainty negatively moderates the relationship between front end process formalization and strategic renewal, i.e. under high technology uncertainty, front end process formalization is negatively related to strategic renewal; Technology uncertainty also negatively moderates the relationship between outcome-based rewarding and strategic renewal, i.e. under high technology uncertainty, outcome-based rewarding is negatively related to strategic renewal. This study contributes to management control literature by making management control in the front end of innovation the focal point - an area which is still barely touched in management control theory. The findings contribute to the body of knowledge of front end management by showing that management should be actively involved in the front end of innovation and by providing evidence of the importance of this phase on a firm's dynamic capabilities. This thesis contributes to contingency theory also by demonstrating how both market uncertainty and technology uncertainty moderate the association between management control mechanisms and front end performance. The findings have practical implications for management as they show certain mechanisms lead to effective control in the front end of innovation

Nanocellulose aerogel membranes for optimal electrolyte filling in dye solar cells

A new method for depositing electrolyte in dye solar cells (DSCs) is introduced: a nanocellulose hydrogel membrane is screen printed on the counter electrode and further freeze-dried to form a highly porous nanocellulose aerogel, which acts as an absorbing sponge for the liquid electrolyte. When the nanoporous dye-sensitized TiO2 photoelectrode film is pressed against the wetted aerogel, it becomes filled with the electrolyte. The electrolyte flows inside the TiO2 film only about ten micrometers (i.e. the TiO2 film thickness) whereas in the conventional filling method, where the electrolyte is pumped through the cell, it flows about 1000-times longer distance, which is known to cause uneven distribution of the electrolyte components due to a molecular filtering effect. Furthermore, with the new method there is no need for electrolyte filling holes which simplifies significantly the sealing of the cells and eliminates one common pathway for leakage. Photovoltaic analysis showed that addition of the nanocellulose aerogel membrane did not have a statistically significant effect on cell efficiency, diffusion in the electrolyte or charge transfer at the counter electrode. There was, however, a clear difference in the short circuit current density and open circuit voltage between the cells filled with the aerogel method and in the reference cells filled with the conventional method, which appeared to be caused by the differences in the electrolyte filling instead of the nanocellulose itself. Moreover, accelerated aging tests at 1 Sun 40 °C for 1000 h showed that the nanocellulose cells were as stable as the conventional DSCs. The nanocellulose aerogel membranes thus appear inert with respect to both performance and stability of the cells, which is an important criterion for any electrolyte solidifying filler material.Peer reviewe

Kokeileva kehittäminen

Tämän julkaisun tarkoituksena on lisätä ymmärrystä ja herättää keskustelua kokeilujen ja kokeilevan kehittämisen perusmotiiveista, soveltamisalueista sekä kokeilujen ja kokeilukulttuurin edistämisen tarpeista ja mahdollisuuksista

Predictive Modeling of Dye Solar Cell Degradation

Degradation of dye solar cell performance based on the early changes in electrolyte color is predicted, allowing to estimate the lifetime of the dye solar cells even before their efficiency declines. Previous predictive models commonly rely on regression analysis of the predicted parameter; thus, they are unable to capture degradation before a significant decrease in performance. Degradation tests, even when accelerated, may take thousands of hours. As such, recognizing degradation trends early can lead to rewarding cuts in the duration of solar cell development pipelines. With accurate lifetime predictions, researchers can steer materials research to reach longer lifetimes in shorter cycles. The predictive power of our model relies on color changes in the electrolyte that directly correlate with the concentration of tri-iodide charge carriers within it, the loss of which is the predominant degradation mechanism for most liquid-electrolyte dye solar cells. By linking the physical mechanisms inside the cell, which eventually start to degrade the performance of dye solar cells, an early prediction of the lifetime can be made even when the device performance still appears stable. It is exemplified with dye solar cells that integrating architecture-specific knowledge on degradation mechanisms has potential to improve lifetime predictions for photovoltaics.</p

Kokeilukulttuuri Suomessa – nykytilanne ja kehittämistarpeet

Kokeilevan kulttuurin edistäminen on pääministeri Sipilän hallitusohjelman keskeinen keino uudistaa yhteiskuntaa ja sen toimintatapoja sekä tuottaa uutta kasvua. Kokeilukulttuuri Suomessa -hanke on tuottanut arvioinnin kokeilukulttuurin nykytilasta ja laatinut kirjallisuuden, haastattelujen, kyselyn ja työpajojen pohjalta suosituksia sen kehittämiseksi. Kokeilut koetaan hyväksi työkaluksi toiminnan kehittämisessä ja uusien ratkaisujen etsimisessä, mutta kokeiluihin liittyy myös haasteita. Kokeiluihin haluttaisiin osallistaa laajempi toimijajoukko ja kokeiluista saadun tiedon välittämistä haluttaisiin tehostaa. Kokeilut tulisi toteuttaa suunnitelmallisemmin päätöksenteon tueksi. Hanke suosittaa kokeilutoiminnan käytäntöjen kehittämistä sellaisiksi, että ne parantaisivat julkisten organisaatioiden uudistuskykyä ja vaikuttavuutta. Kokeiluista saatavaa oppimista voitaisiin vahvistaa selkeämmällä koordinaatiolla. Pienkokeilujen lisäksi tulisi tehdä myös isompia ja pitkäkestoisempia kokeiluja. Samaan tavoitteeseen liittyen pitäisi toteuttaa useampia erilaisia kokeiluja. Rahoitusmallien tulisi myös kannustaa kokeiluihin. Kokeilukulttuurin kehittymistä tulee arvioida säännöllisesti esimerkiksi hankkeessa kehitetyn arviointikriteeristön avulla

Feedback loops as dynamic processes of organizational knowledge creation in the context of the innovations’ front-end

Feedback loops are instrumental in the organizational knowledge creation (OKC) process across the highly uncertain and dynamic innovation's front‐end. Therefore, managers should be aware of how these loops unfold, how to recognize meaningful patterns and how to steer them towards planned and emergent outcomes. Easy to say, difficult to practise! This empirical paper focuses on knowledge–conceptualization – the new knowledge's generation‐crystallization journey – and develops a unique model of feedback loops as dynamic processes of OKC in the context of the innovations’ front‐end. Using ten qualitatively studied innovations, the authors identify five front‐end OKC stages (generation, evaluation, expansion, refinement and crystallization) and pattern these based on their overlaps to explore the associated feedback loops. This model distinctively illustrates increasing–decreasing, diverging–converging and frequent negative‐cum‐positive loops, and illuminates the complex and rich patterns of loops not captured before

Nyynäistenlahden kehityssuunnitelma

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on tehdä Heinolan kaupungille Myllyojan kaupunginosaan kehityssuunnitelma. Työ on laadittu kaavoituksen ja suunnittelun pohjaksi ja se käsittelee yhdyskuntarakenteen eheyttämistä, viher- ja kevyenliikenteen yhteyksiä sekä uutta asuinaluetta. Opinnäytetyö on jaettu kuuteen osa-alueeseen. Jokaista osaa voidaan käyttää yhdessä tai erikseen, riippuen käyttäjän tarpeesta. Opinnäytetyön ensimmäisessä osassa selvitetään tavoitteisiin liittyvää kirjallisuutta, kuten yhdyskunnan suunnitte-lua, yhdyskuntarakenteen ekologisuutta, viheralueita sekä kevyenliikenteen ja eri liikuntamuotojen tarpeita. Neljännessä osassa tutkitaan tämän hetken omakotitalo-jen tehdastuotantoa sekä ulkomaisia kelluvia taloja. Tarkoituksena on tutustua talo-tyyppeihin ja kelluviin taloratkaisuihin ja käyttää niitä uuden asuinalueen suunnittelun lähtökohtina. Kolmannessa osassa kootaan ja esitellään alueen perusselvitykset, jotka on laadittu suunnittelun pohjaksi. Neljäs osa on perusselvitysten pohjalta työstetty analyysi ja kehittämissuunnitelma, jossa annetaan suosituksia alueen kehittämiseksi. Viidennessä osassa esitetään yleissuunnitelmalla ratkaisut, jotka käsittelevät yhdyskuntarakenteen tiivistämisestä ja eheyttämisestä sekä viher- ja kevyenliikenteen yhteyksistä. Kuudes osa on uuden asuinalueen viitesuunnitelma, jossa on pyritty suunnittelemaan asuinalue erikokoisilla tonteilla alueen, tonttien ja rakennusten ekologisuus huomioon ottaen. Lopuksi on yhteenveto, jossa kerrataan suunnitelman lähtökohdat, perusselvitykset ja ratkaisuperiaatteet valittujen näkökulmien valossa. Yleissuunnitelman keskeisiä liikenteellisiä ratkaisuja ovat kevyenliikenteen väylien lisääminen, väylien soveltuminen eri liikuntamuodoille väylän rakenteen avulla sekä viheralueiden ja -yhteyksien luominen jatkuvana verkostona. Viitesuunnitel-man ratkaisu perustuu uuden asuinalueen kehämäiseen muotoon, ekologisuutta tukevaan rakenteeseen sekä monipuolisiin viheralueisiin.The objective of this study was to make a development plan for the district of Myllyoja in Heinola, Finland. This work aims to be a basis of a detailed plan. It concentrates on unifying community structure, improving parks' ecological connections and making better pedestrian and bicycle ways. This paper is divided into six sections witch can be used together as one development plan or separately according to users' needs. First, the theoretical part discusses planning denser and ecologically sustainable communities and green structures with pedestrian and bicycle ways that serve the public better than today. The next part investigates factory manufacture of houses and foreign floating houses in order to give ideas for planning a new residential area. Next, the basis of planning is presented in the form of tables and various maps. This is followed by an analysis of and development ideas for the planning area. The final two sections are a gen-eral scheme for the whole planning area and a preliminary plan for a new residential area. The paper finishes with a summary and a discussion of suggested solutions in the plans. The general scheme suggests planning netlike green areas and an increase of pe-destrian and bicycle ways and making them easier to use. In the residential area plan the central solution is a round-shaped form which makes the area interesting with an ecological structure and various recreational possibilities