Mae ymchwilwyr ffotofoltäig Awstralia wedi gwneud' cŵl' darganfyddiad: Mae ymholltiad sengl a chelloedd solar tandem - dwy ffordd arloesol o gynhyrchu pŵer solar yn fwy effeithlon - hefyd yn helpu i ostwng tymereddau gweithredu a chadw dyfeisiau i redeg am fwy o amser.
Gellir gwneud celloedd tandem o gyfuniad o silicon - y deunydd ffotofoltäig a ddefnyddir amlaf - a chyfansoddion newydd fel nanocrystalau perovskite, a all gael bandgap mwy na silicon a helpu'r ddyfais i ddal mwy o'r sbectrwm solar ar gyfer cynhyrchu ynni.
Yn y cyfamser, mae ymholltiad sengl yn dechneg sy'n cynhyrchu dwywaith y cludwyr gwefr electronig na'r arfer ar gyfer pob ffoton o olau y mae' s wedi'i amsugno. Defnyddir tetracene yn y dyfeisiau hyn i drosglwyddo'r egni a gynhyrchir gan ymholltiad sengl i silicon.
Mae gwyddonwyr a pheirianwyr ledled y byd yn gweithio ar y ffordd orau i ymgorffori celloedd tandem a phrosesau ymholltiad sengl i ddyfeisiau masnachol hyfyw a all gymryd drosodd o gelloedd solar silicon cyffordd sengl confensiynol a geir yn gyffredin ar doeau ac mewn araeau ar raddfa fawr.
Nawr, mae gwaith a gynhaliwyd gan yr Ysgol Peirianneg Ynni Ffotofoltäig ac Adnewyddadwy a Chanolfan Ragoriaeth ARC mewn Gwyddoniaeth Exciton, y ddau wedi'u lleoli yn UNSW yn Sydney, wedi tynnu sylw at rai manteision allweddol i gelloedd tandem a ymholltiad sengl.
Dangosodd yr ymchwilwyr y bydd celloedd tandem silicon / perovskite a chelloedd ymholltiad sengl tetracene yn rhedeg ar dymheredd is na dyfeisiau silicon confensiynol. Bydd hyn yn lleihau effaith difrod gwres ar y dyfeisiau, gan ymestyn eu hoes a gostwng cost yr ynni y maent yn ei gynhyrchu.
Er enghraifft, mae gostyngiad o 5-10 ° C yn nhymheredd gweithredu modiwl yn cyfateb i enillion 2% -4% mewn cynhyrchu ynni blynyddol. Ac yn gyffredinol gwelir bod oes dyfeisiau'n dyblu am bob gostyngiad o 10 ° C yn y tymheredd. Mae hynny'n golygu cynnydd o 3.1 blynedd mewn oes ar gyfer y celloedd tandem a 4.5 mlynedd ar gyfer celloedd ymholltiad sengl.
Yn achos celloedd ymholltiad sengl, mae' s fudd defnyddiol arall. Pan fydd tetracene yn dirywio yn anochel, daw'n dryloyw i ymbelydredd solar, gan ganiatáu i'r gell barhau i weithredu fel dyfais silicon gonfensiynol, er ei bod wedi gweithredu i ddechrau ar dymheredd is ac wedi sicrhau effeithlonrwydd uwch yn ystod cam cyntaf ei chylch bywyd.
Dywedodd y prif awdur Dr Jessica Yajie Jiang:" Gellir cynyddu gwerth masnachol technolegau ffotofoltäig trwy naill ai gynyddu effeithlonrwydd trosi ynni neu'r hyd oes weithredol. Y cyntaf yw'r prif ysgogydd ar gyfer datblygu technolegau'r genhedlaeth nesaf, tra na roddwyd fawr o feddwl i'r manteision oes posibl.
& quot; Gwnaethom ddangos bod y technolegau ffotofoltäig datblygedig hyn hefyd yn dangos buddion ategol o ran hyd oes gwell trwy weithredu ar dymheredd is a mwy o wytnwch wrth ddiraddio, gan gyflwyno patrwm newydd i werthuso potensial technolegau ynni solar newydd."