Calsiwm Titaniwm Bywyd Cell Solar Wedi'i Ymestyn I 30 Mlynedd

Mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Princeton wedi datblygu'r celloedd solar calsiwm titanite cyntaf sy'n fasnachol hyfyw, gan nodi carreg filltir bwysig ar gyfer technoleg ynni adnewyddadwy sy'n dod i'r amlwg, yn ôl rhifyn diweddaraf y cyfnodolyn Science. Mae'r tîm yn disgwyl i'w dyfais weithredu am tua 30 mlynedd yn fwy na safon y diwydiant, ymhell uwchlaw'r 20-trothwy oes blwyddyn ar gyfer celloedd solar.

Nid yn unig y mae'r ddyfais yn wydn, mae hefyd yn bodloni safonau effeithlonrwydd ynni cyffredin. Dyma'r cyntaf o'i fath i gystadlu â pherfformiad celloedd sy'n seiliedig ar silicon.

Mae Perovskites yn lled-ddargludyddion gyda strwythur grisial arbennig sy'n ddelfrydol i'w defnyddio mewn technoleg celloedd solar. Gellir eu gwneud ar dymheredd ystafell a defnyddio llawer llai o ynni na silicon, gan eu gwneud yn rhatach ac yn fwy cynaliadwy i'w cynhyrchu.

Daeth celloedd solar perovskite cynnar (PSCs) allan rhwng 2009 a 2012 a pharhaodd ychydig funudau yn unig. Roedd record 2017 yn flwyddyn o weithredu batri o dan oleuadau parhaus ar dymheredd yr ystafell, tra bod y ddyfais newydd yn gallu gweithredu mewn amodau tebyg i labordy am bum mlynedd. Mae'r dyluniad gosod cofnodion yn tynnu sylw at botensial parhaol PRhA, yn enwedig fel ffordd o wthio technoleg celloedd solar y tu hwnt i derfynau silicon, meddai'r ymchwilwyr.

Y tro hwn, fe wnaeth yr ymchwilwyr haenu gwahanol ddeunyddiau i wneud y gorau o amsugno golau wrth amddiffyn yr ardaloedd mwyaf agored i niwed rhag dod i gysylltiad. Fe wnaethant ddatblygu "haen gapio dau-ddimensiwn" ultrathin rhwng dau gynhwysyn allweddol: haen perovskite amsugnol a haen wefru wedi'i gwneud o halwynau copr a sylweddau eraill. Y nod yw atal lled-ddargludyddion perovskite rhag llosgi allan o fewn wythnosau neu fisoedd.

Treiddiodd yr ymchwilwyr y dyluniadau ddwsinau o weithiau hefyd, gan newid manylion bach iawn yn y geometreg a nifer yr haenau troshaen, ac arbrofi gyda dwsinau o gyfuniadau deunydd. Mae'r canlyniadau arbrofol yn dangos y gall y ddyfais newydd gyflawni mwy nag 80 y cant o effeithlonrwydd brig o dan gyflwr tymheredd cyfartalog o tua 35 gradd a goleuadau parhaus am o leiaf 5 mlynedd.

Yn y tymor hir, gellir gwneud perovskites ar dymheredd ystafell, dywed yr ymchwilwyr, ac mae eu gwneuthuriad yn osgoi llosgi llawer iawn o danwydd ffosil. Ond nid yw datblygu technolegau newydd yn golygu y bydd PSCs yn disodli dyfeisiau silicon i raddau helaeth, ond yn hytrach yn ategu technolegau hŷn, gan wneud paneli solar yn rhatach, yn fwy effeithlon, ac yn fwy gwydn, ac yn ymestyn pŵer solar i fywyd modern Mwy o feysydd newydd.