Mae ffisegwyr ym Mhrifysgol ITMO wedi darganfod ffordd newydd o ddefnyddio deunyddiau tryloyw yncelloedd solargan gynnal eu heffeithlonrwydd. Mae'r dechnoleg newydd yn seiliedig ar ddulliau dopio, sy'n newid priodweddau deunyddiau trwy ychwanegu amhureddau ond heb ddefnyddio offer arbenigol drud.

Mae canlyniadau'r ymchwil hwn wedi'u cyhoeddi yn ACSApplied Materials & Interfaces (“OPVs moleciwl bach â gatiau ïon: Dopio rhyngwynebol casglwyr gwefr a haenau cludo”).

Un o'r heriau mwyaf diddorol mewn ynni solar yw datblygu deunyddiau ffilm denau tryloyw sy'n sensitif i olau. Gellir rhoi'r ffilm ar ben ffenestri cyffredin i gynhyrchu ynni heb effeithio ar ymddangosiad yr adeilad. Ond mae datblygu celloedd solar sy'n cyfuno effeithlonrwydd uchel â throsglwyddiad golau da yn anodd iawn.

Mae gan gelloedd solar ffilm denau confensiynol gysylltiadau cefn metel afloyw sy'n dal mwy o olau. Mae celloedd solar tryloyw yn defnyddio electrodau cefn sy'n trosglwyddo golau. Yn yr achos hwn, mae rhai ffotonau'n cael eu colli'n anochel wrth iddynt basio drwodd, gan ddirywio perfformiad y ddyfais. Ar ben hynny, gall cynhyrchu electrod cefn gyda phriodweddau priodol fod yn ddrud iawn,” meddai Pavel Voroshilov, ymchwilydd yn Ysgol Ffiseg a Pheirianneg Prifysgol ITMO.

Mae problem effeithlonrwydd isel yn cael ei datrys trwy ddefnyddio dopio. Ond mae sicrhau bod yr amhureddau'n cael eu rhoi'n gywir ar y deunydd yn gofyn am ddulliau cymhleth ac offer drud. Mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol ITMO wedi cynnig technoleg rhatach i greu paneli solar "anweledig" - un sy'n defnyddio hylifau ïonig i ddopio'r deunydd, sy'n newid priodweddau'r haenau wedi'u prosesu.

"Ar gyfer ein harbrofion, fe gymeron ni gell solar fach yn seiliedig ar foleciwl ac atodi nanotiwbiau iddi. Nesaf, fe wnaethon ni ddopio'r nanotiwbiau gan ddefnyddio giât ïon. Fe wnaethon ni hefyd brosesu'r haen gludo, sy'n gyfrifol am wneud i'r gwefr o'r haen weithredol gyrraedd yr electrod yn llwyddiannus. Roedden ni'n gallu gwneud hyn heb siambr gwactod a gweithio o dan amodau amgylchynol. Y cyfan oedd yn rhaid i ni ei wneud oedd gollwng rhywfaint o hylif ïonig a rhoi ychydig o foltedd arno i gynhyrchu'r perfformiad angenrheidiol." ychwanegodd Pavel Voroshilov.

Wrth brofi eu technoleg, llwyddodd y gwyddonwyr i gynyddu effeithlonrwydd y batri yn sylweddol. Mae'r ymchwilwyr yn credu y gellid defnyddio'r un dechnoleg i wella perfformiad mathau eraill o gelloedd solar. Nawr maen nhw'n bwriadu arbrofi gyda gwahanol ddefnyddiau a gwella'r dechnoleg dopio ei hun.