Ffynhonnell: scitechdaily
Efallai y bydd yna lawer o ddeunyddiau organig ac anorganig sy'n cael eu hanwybyddu y gellid eu defnyddio i harneisio golau haul o dan y dŵr a phweru cerbydau tanddwr ymreolaethol yn effeithlon, adrodd ymchwilwyr ym Mhrifysgol Efrog Newydd. Mae eu hymchwil, a gyhoeddir heddiw (Mawrth 18, 2020) yn y cyfnodolyn Joule, yn datblygu canllawiau ar gyfer y gwerthoedd bwlch band gorau posibl ar ystod o ddyfnderoedd dyfrllyd, gan ddangos bod lled-ddargludyddion bwlch band eang amrywiol, yn hytrach na'r lled-ddargludyddion band cul a ddefnyddir mewn silicon traddodiadol. celloedd solar, sydd â'r offer gorau ar gyfer defnydd tanddwr.
“Hyd yn hyn, y duedd gyffredinol fu defnyddio celloedd silicon traddodiadol, yr ydym yn dangos eu bod ymhell o fod yn ddelfrydol ar ôl i chi fynd i ddyfnder sylweddol gan fod silicon yn amsugno llawer iawn o olau coch ac is-goch, sydd hefyd yn cael ei amsugno gan ddŵr - yn enwedig yn dyfnderoedd mawr, ”meddai Jason A. Röhr, cyswllt ymchwil ôl-ddoethurol yn labordy Deunyddiau a Dyfeisiau Trawsnewidiol yr Athro André D. Taylor yn Ysgol Beirianneg Tandon ym Mhrifysgol Efrog Newydd ac awdur ar yr astudiaeth. “Gyda’n canllawiau, gellir datblygu deunyddiau mwy optimaidd.”
Ar hyn o bryd mae cerbydau tanddwr, fel y rhai a ddefnyddir i archwilio'r cefnfor affwysol, wedi'u cyfyngu gan bŵer ar y tir neu fatris aneffeithlon ar fwrdd y llong, gan atal teithio dros bellteroedd hirach a chyfnodau o amser. Ond er y gallai technoleg celloedd solar sydd eisoes wedi cychwyn ar dir ac yn y gofod allanol roi mwy o ryddid i'r tanddwr hyn grwydro, mae'r byd dyfrllyd yn cyflwyno heriau unigryw. Mae dŵr yn gwasgaru ac yn amsugno llawer o'r sbectrwm golau gweladwy, gan amsugno tonfeddi solar coch hyd yn oed ar ddyfnderoedd bas cyn y byddai celloedd solar sy'n seiliedig ar silicon yn cael cyfle i'w dal.
Mae'r mwyafrif o ymdrechion blaenorol i ddatblygu celloedd solar tanddwr wedi'u hadeiladu o silicon neu silicon amorffaidd, y mae gan bob un fylchau band cul sydd fwyaf addas ar gyfer amsugno golau ar dir. Fodd bynnag, mae golau glas a melyn yn llwyddo i dreiddio'n ddwfn i'r golofn ddŵr hyd yn oed wrth i donfeddi eraill leihau, gan awgrymu y gallai lled-ddargludyddion â bylchau band ehangach na cheir mewn celloedd solar traddodiadol ddarparu ffit gwell ar gyfer cyflenwi ynni o dan y dŵr.
Er mwyn deall potensial celloedd solar tanddwr yn well, asesodd Röhr a chydweithwyr gyrff dŵr yn amrywio o ranbarthau cliriaf cefnforoedd yr Iwerydd a'r Môr Tawel i lyn cymylog o'r Ffindir, gan ddefnyddio model cydbwysedd manwl i fesur y terfynau effeithlonrwydd ar gyfer celloedd solar ym mhob un. lleoliad. Dangoswyd bod celloedd solar yn cynaeafu egni o'r haul i lawr i ddyfnder o 50 metr yng nghorff dŵr cliriaf y Ddaear, gyda dyfroedd oer yn rhoi hwb pellach i effeithlonrwydd y celloedd.
Datgelodd cyfrifiadau’r ymchwilwyr y byddai amsugyddion celloedd solar yn gweithredu orau gyda bwlch band gorau o tua 1.8 electronvolts ar ddyfnder o ddau fetr a thua 2.4 electronvolts ar ddyfnder o 50 metr. Arhosodd y gwerthoedd hyn yn gyson ar draws yr holl ffynonellau dŵr a astudiwyd, gan awgrymu y gallai'r celloedd solar gael eu teilwra i ddyfnderoedd gweithredu penodol yn hytrach na lleoliadau dŵr.
Mae Röhr yn nodi y gallai celloedd solar a gynhyrchir yn rhad wedi'u gwneud o ddeunyddiau organig, y gwyddys eu bod yn perfformio'n dda o dan amodau ysgafn isel, yn ogystal ag aloion a wneir gydag elfennau o grwpiau tri a phump ar y bwrdd cyfnodol fod yn ddelfrydol mewn dyfroedd dyfnion. Ac er y byddai sylwedd y lled-ddargludyddion yn wahanol i gelloedd solar a ddefnyddir ar dir, byddai'r dyluniad cyffredinol yn aros yn gymharol debyg.
“Er y byddai’n rhaid i’r deunyddiau cynaeafu haul newid, ni fyddai angen i’r dyluniad cyffredinol newid cymaint â hynny o reidrwydd,” meddai Röhr. “Mae paneli solar silicon traddodiadol, fel y rhai y gallwch chi ddod o hyd iddyn nhw ar eich to, yn cael eu crynhoi i wahardd difrod o'r amgylchedd. Mae astudiaethau wedi dangos y gall y paneli hyn gael eu trochi a'u gweithredu mewn dŵr am fisoedd heb gael difrod sylweddol i'r paneli. Gellid defnyddio dulliau crynhoi tebyg ar gyfer paneli solar newydd wedi'u gwneud o'r deunyddiau gorau posibl. " Nawr eu bod wedi datgelu beth sy'n gwneud i gelloedd solar tanddwr effeithiol dicio, mae'r ymchwilwyr yn bwriadu dechrau datblygu'r deunyddiau gorau posibl.
“Dyma lle mae’r hwyl yn cychwyn!” meddai Röhr. “Rydym eisoes wedi ymchwilio i gelloedd solar organig heb eu crynhoi sy'n sefydlog iawn mewn dŵr, ond mae angen i ni ddangos o hyd y gellir gwneud y celloedd hyn yn fwy effeithlon na chelloedd traddodiadol. O ystyried pa mor alluog yw ein cydweithwyr ledled y byd, rydym yn sicr y byddwn yn gweld y celloedd solar newydd a chyffrous hyn ar y farchnad yn y dyfodol agos. ”
