Mae gan y gell solar a ddefnyddir yn y ffenestr bŵer hyd oes o 30 mlynedd

Ynni solar yw'r math rhataf o ynni a gynhyrchwyd gan ddynolryw ers y Chwyldro Diwydiannol. Trwy ddefnyddio'r dyfeisiau hyn ar y ffenestri, daw'ch adeilad yn orsaf bŵer.

Er bod silicon yn dal i fod yn frenin effeithlonrwydd paneli solar, nid yw'n dryloyw. Ar gyfer paneli solar sy'n gyfeillgar i ffenestri, mae ymchwilwyr wedi bod yn archwilio deunyddiau organig neu garbon. Yr her sy'n wynebu tîm Forrest yw sut i atal y deunyddiau trosi golau organig effeithlon iawn rhag diraddio'n gyflym wrth eu defnyddio.

Mae manteision ac anfanteision y deunyddiau hyn yn gorwedd yn y moleciwlau sy'n cludo electronau a gynhyrchir gan ffotograffau i'r electrodau, pwyntiau mynediad cylchedau sy'n defnyddio neu'n storio ynni'r haul. Cyfeirir at y deunyddiau hyn yn aml fel" derbynyddion nad ydynt yn fullerene" i'w gwahaniaethu oddi wrth y dyfynbris&mwy cadarn ond llai effeithlon; derbynyddion fullerene" wedi'i wneud o rwyll carbon nanoscale. Gall celloedd solar wedi'u gwneud o dderbynyddion di-fullerene wedi'u docio â sylffwr gyflawni effeithlonrwydd o 18% sy'n cyfateb i silicon, ond nid yw eu bywyd gwasanaeth yn hir.

& quot; Mae gan dderbynyddion nad ydynt yn fullerene effeithlonrwydd uchel iawn, ond maent yn cynnwys bondiau gwan sy'n hawdd eu dadgysylltu o dan ffotonau ynni uchel, yn enwedig ffotonau uwchfioled [uwchfioled] sy'n gyffredin yng ngolau'r haul," Dywedodd Gwyddonydd Ymchwil Cynorthwyol mewn Peirianneg Drydanol a Chyfrifiadureg ym Mhrifysgol Michigan Li Yongxi. Awdur papur Nature Communications.

Trwy astudio natur ddiraddiedig y celloedd solar heb ddiogelwch hynny, sylweddolodd y tîm mai dim ond mewn ychydig o leoedd y mae angen cefnogaeth arnynt. Yn gyntaf, mae angen iddynt rwystro pelydrau uwchfioled. I'r perwyl hwn, fe wnaethant ychwanegu haen o sinc ocsid, cynhwysyn eli haul cyffredin, i ochr y gwydr sy'n wynebu'r haul.

Mae'r haen ocsid sinc teneuach ger yr ardal sy'n amsugno golau yn helpu i gario electronau a gynhyrchir gan yr haul i'r electrod. Yn anffodus, dinistriodd yr amsugnwr golau bregus hefyd, felly ychwanegodd y tîm haen o ddeunydd carbon-seiliedig o'r enw IC-SAM fel byffer.

Yn ogystal, mae'r electrodau sy'n tynnu dyfyniad positif" tyllau" (yn y bôn, y gofod sy'n wag gan electronau) i'r gylched hefyd ymateb gydag amsugyddion golau. Er mwyn amddiffyn yr ochr honno, fe wnaethant ychwanegu haen glustogi arall, sef siâp fullerene fel pêl-droed.

Yna profodd y tîm eu hamddiffynfeydd newydd o dan olau haul ffug o ddwyster amrywiol, o olau nodweddiadol 1 haul i 27 haul, a thymheredd mor uchel â 150 gradd Fahrenheit. Trwy astudio sut mae perfformiad yn disgyn o dan yr amodau hyn, casglodd y tîm y gall celloedd solar barhau i weithredu ar effeithlonrwydd 80% ar ôl 30 mlynedd.

Mae Forrest yn gweld dyfodol y dyfeisiau hyn" yn dod i ffenestr yn agos atoch chi." Mae ei dîm wedi cynyddu tryloywder y modiwl i 40%. Maent yn credu y gallant fynd at dryloywder 60%.

Maent hefyd yn gweithio i gynyddu effeithlonrwydd o'r 10% a gyflawnwyd ym modiwl tryleu yr adroddiad i agos at y 15% y credir sy'n bosibl gyda thryloywder uchel. Gan y gellir gwneud y deunydd yn hylif, disgwylir i'r gost weithgynhyrchu fod yn gymharol isel.