Yr Ymchwil Diweddaraf ar Baneli Ffotofoltäig

Ar hyn o bryd, mae ymchwilwyr yn gweithio ar dri phrif faes ymchwil ffotofoltäig: silicon crisialog, perovskites a chelloedd solar hyblyg. Mae'r tri maes yn ategu ei gilydd, ac mae ganddynt y potensial i wneud y dechnoleg ffotofoltäig hyd yn oed yn fwy effeithlon.

Silicon crisialog yw'r deunydd lled-ddargludol a ddefnyddir amlaf mewn paneli solar. Fodd bynnag, mae ei effeithlonrwydd ymhell islaw'r terfyn damcaniaethol. Felly, mae ymchwilwyr wedi dechrau canolbwyntio ar ddatblygu paneli ffotofoltäig crisialog uwch. Ar hyn o bryd mae'r Labordy Ynni Adnewyddadwy Cenedlaethol yn canolbwyntio ar ddatblygu deunyddiau aml-gyffordd III-V y disgwylir iddynt fod â lefelau effeithlonrwydd o hyd at 30%.

Mae perovskites yn fath cymharol newydd o gell solar sydd wedi'u dangos yn ddiweddar i fod yn effeithiol ac effeithlon. Cyfeirir at y deunyddiau hyn hefyd fel "cyfadeiladau ffotosynthetig." Fe'u defnyddiwyd i gynyddu effeithlonrwydd celloedd solar. Disgwylir iddynt gael eu masnacheiddio o fewn yr ychydig flynyddoedd nesaf. O'i gymharu â silicon, mae perovskites yn gymharol rad ac mae ganddynt ystod eang o gymwysiadau posibl.

Gellir cyfuno perovskites â deunyddiau silicon i greu cell solar effeithiol a gwydn. Gall celloedd solar crisial perovskite fod 20 y cant yn fwy effeithlon na silicon. Mae deunyddiau perovskite a Si-PV hefyd wedi dangos lefelau effeithlonrwydd record o hyd at 28 y cant. Yn ogystal, mae ymchwilwyr wedi datblygu technoleg ddeuol sy'n galluogi'r celloedd solar i gynaeafu ynni o ddwy ochr y panel. Mae hyn yn arbennig o fuddiol ar gyfer cymwysiadau masnachol, gan ei fod yn arbed arian ar gostau gosod.

Yn ogystal â pherovskites, mae ymchwilwyr hefyd yn archwilio deunyddiau a all weithredu fel cludwyr gwefr neu amsugnwyr golau. Gall y deunyddiau hyn hefyd helpu i wneud celloedd solar yn fwy economaidd. Gallant hefyd helpu i greu paneli sy'n llai agored i niwed.

Ar hyn o bryd mae ymchwilwyr yn gweithio ar greu cell solar Tandem Perovskite hynod effeithlon. Disgwylir i'r gell hon gael ei masnacheiddio yn ystod y ddwy flynedd nesaf. Mae'r ymchwilwyr yn cydweithio ag Adran Ynni'r Unol Daleithiau a'r Sefydliad Gwyddoniaeth Cenedlaethol.

Yn ogystal, mae ymchwilwyr hefyd yn gweithio ar ddulliau newydd o gynaeafu ynni solar yn y tywyllwch. Mae'r dulliau hyn yn cynnwys distyllu solar, sy'n defnyddio'r gwres o'r panel i buro dŵr. Mae'r technegau hyn yn cael eu profi ym Mhrifysgol Stanford.

Mae ymchwilwyr hefyd yn ymchwilio i'r defnydd o ddyfeisiau PV thermoradiative. Mae'r dyfeisiau hyn yn defnyddio gwres o'r panel i gynhyrchu trydan yn y nos. Gall y dechnoleg hon fod yn arbennig o ddefnyddiol mewn hinsoddau oer lle mae effeithlonrwydd paneli yn gyfyngedig. Gall tymheredd y celloedd gynyddu i fwy na 25 gradd Celsius ar do tywyll. Gellir oeri'r celloedd hefyd â dŵr, sy'n eu gwneud yn fwy effeithiol.

Mae'r ymchwilwyr hyn hefyd wedi darganfod yn ddiweddar y defnydd o gelloedd solar hyblyg. Gall y paneli hyn wrthsefyll cael eu trochi mewn dŵr ac maent yn ysgafn iawn. Maent hefyd yn gallu gwrthsefyll cael eu rhedeg drosodd gan gar. Cefnogir eu hymchwil gan Raglen Ffiniau Solar Cynghrair Eni-MIT. Maent hefyd wedi gallu datblygu dull newydd o brofi celloedd PV.

Mae'r ymchwil ddiweddaraf ar baneli ffotofoltäig yn canolbwyntio ar ddatblygu technolegau sy'n fwy effeithlon, yn rhatach, ac yn fwy gwydn. Mae'r ymdrechion ymchwil hyn yn cael eu cynnal gan ystod eang o grwpiau yn yr Unol Daleithiau ac o gwmpas y byd. Mae'r technolegau mwyaf addawol yn cynnwys celloedd solar ffilm denau ail genhedlaeth a chelloedd solar hyblyg.