Mae ymchwilwyr SPECIFIC wedi cadarnhau dull inc carbon rhad y gellir ei ehangu sy’n gallu manteisio, am y tro cyntaf, ar botensial celloedd solar perofsgit i gael eu gweithgynhyrchu ar raddfa fawr.
Gan ddefnyddio caenau dei slot mewn proses rholyn i rolyn (R2R), mae academyddion o Ganolfan Arloesi a Gwybodaeth SPECIFIC ym Mhrifysgol Abertawe wedi canfod ffordd o greu celloedd ffotofoltäeg perofsgit “y gellir eu hargraffu’n llawn”, ymadrodd a ddefnyddir yn aml ond yn anghywir hyd yn hyn.
Chwiliodd y tîm am ddewis amgen i’r electrod aur a roddir ar y ddyfais, fel arfer gan ddefnyddio proses anweddu ddrud ac araf ar ôl i’r ddyfais gael ei hargraffu.
Meddai Dr David Beynon, Uwch-swyddog Ymchwil yn SPECIFIC: “Y peth allweddol oedd nodi’r cymysgedd cywir o doddyddion, un sy’n sychu fel haen heb doddi’r haen isorweddol. “Dangosodd dadansoddiad o ddiffreithiant drwy belydr-X fod yr inc electrodau carbon yn gallu gwneud hynny pan fydd yn cael ei greu gyda system toddyddion orthogonol. “Gellir rhoi’r haen arloesol hon yn barhaus ac yn gydnaws â’r haenau isorweddol ar dymheredd isel a chyflymder uchel.”
Mae’r ymchwil newydd hon, sydd wedi cael ei chyhoeddi yn Advanced Materials, wedi derbyn cyllid gan Gronfa Datblygu Rhanbarthol Ewrop drwy Lywodraeth Cymru, ac o’r Cyngor Ymchwil Peirianneg a’r Gwyddorau Ffisegol (EPSRC) drwy SPECIFIC a grant y rhaglen ATIP (Application Targeted and Integrated Photovoltaics).
Meddai’r Arweinydd Ymchwil Ffotofoltäeg, yr Athro Trystan Watson: “Mae celloedd solar perofsgit yn rhan addawol iawn o’r ymgyrch tuag at ynni glanach, gwyrddach. Mae’r gallu i greu dyfais sy’n gweithredu’n llawn ac yn hollol fewnol yn ei gwneud hi’n haws ac yn fwy economaidd gweithgynhyrchu’r celloedd ar raddfa fawr, ac mae’n gam mawr tuag at eu masnacheiddio. Mae’n datgloi’r syniad o broses weithgynhyrchu lle mae inc solar yn cael ei ychwanegu ar un pen ac mae cell solar yn ymddangos ar y pen arall.”
Darparodd y dyfeisiau ag electrodau carbon berfformiad ffotofoltäig tebyg i’r electrodau aur confensiynol sy’n anweddu, fel rhan o ddyfais fach ar swbstrad gwydr anhyblyg, gydag arbedion effeithlonrwydd trawsnewid pŵer (PCE) gwerth 13-14% a buddion ychwanegol cyflawni’n well ar dymereddau uwch a meddu ar sefydlogrwydd gwell yn y tymor hwy.
Cynhyrchodd y ddyfais newydd wedi’i chaenu’n llwyr o rolyn i rolyn, a argraffwyd ar swbstrad hyblyg 20 metr o hyd, arbedion effeithlonrwydd trawsnewid pŵer gwerth 10.8%.
Meddai Dr Ershad Parvazian, Ymchwilydd Ôl-ddoethurol yn SPECIFIC: “Rhan bwysicaf y prosiect hwn oedd caenu’r carbon yn llwyr, o rolyn i rolyn, sef proses newydd o weithio gyda chelloedd ffotofoltäig perofsgit, sy’n helpu i ehangu’n haws.
“Ers rhai blynyddoedd bellach, mae effeithlonrwydd y dyfeisiau hyn wedi bod yn cynyddu, gyda’r disgwyliad y gellid eu hargraffu’n llwyr. Mae’r gwaith hwn wedi profi hynny.”
Mae’r genhedlaeth newydd hon o gell solar wedi elwa’n sylweddol o strwythur cydweithredol unigryw’r tîm sydd wedi ei chreu, sy’n cynnwys cemegwyr, gwyddonwyr deunyddiau a pheirianwyr o Brifysgol Abertawe y mae pob un ohonynt yn gweithio ar y safle.
O fewn pedair blynedd yn unig, mae’r dull arloesol hwn ar gyfer celloedd ffotofoltäig wedi cael ei ddylunio a’i greu, ei asesu a’i ddadansoddi’n fanwl, a’i addasu a’i wella, gan ddod â’r posibilrwydd o argraffu a gosod miliynau o fetrau o gelloedd solar ledled y byd yn agosach nag erioed.
Meddai’r Athro Watson: “Yr her nesaf o ran celloedd ffotofoltäeg argraffedig i ni ym Mhrifysgol Abertawe yw profi i bobl fod y rhain yn gweithio.
“Er mwyn cyflawni hyn, mae angen i ni ddechrau creu rhywbeth sydd wir yn edrych fel panel solar. Yna gallwn ni osod y paneli ar adeiladau a deall pa mor agos ydyn ni at gyflawni’r addewid i weithgynhyrchu ynni gwyrdd adnewyddadwy yn y DU.”
