اختراع تقنية جديدة قادرة على امتصاص طيف جديد من الأشعة الشمسية
آخر تحديث 22:58:45 بتوقيت أبوظبي
 صوت الإمارات -

اختراع تقنية جديدة قادرة على امتصاص طيف جديد من الأشعة الشمسية

 صوت الإمارات -

 صوت الإمارات - اختراع تقنية جديدة قادرة على امتصاص طيف جديد من الأشعة الشمسية

محطة طاقة شمسية
واشنطن - أ.ش.أ

 

كلما أصبحت الألواح الشمسية أقل تكلفة وأكثر قدرة على توليد الطاقة، كلما زاد الاعتماد على الطاقة الشمسية كمصدر بديل للكهرباء باعتبارها أكثر قابلية للاستمرار تجارياً، ومع ذلك، فإن الخلايا الضوئية التي تستخدم حالياً لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء قادرة على استيعاب واستخدام جزء صغير فقط من هذا الضوء، وهذا يعني أن كمية كبيرة من الطاقة الشمسية تبقى غير مستغلة، لذا قام باحثون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا باختراع تقنية جديدة، تم وصفها في بحث نشر بالنسخة الالكترونية من مجلة (Science Express)، تعمل على تسخير واستخدام الطاقة الغير مستغلة من قبل الخلايا  الضوئية.

تتكون أشعة الشمس من العديد من الأطوال الموجية للضوء، وتعمل الألواح الشمسية التقليدية على توليد الكهرباء من الضوء من خلال استقبال ذرات السيليكون لأشعة الشمس، حيث تعمل الإلكترونات الموجودة في الطبقة الخارجية لذرات السيليكون على امتصاص الطاقة من بعض الأطوال الموجية لضوء الشمس، وهذا يتسبب باستثارة الالكترونات، وبمجرد امتصاص الإلكترونات لطاقة كافية، تتحرر من ذرات السيليكون، وتتدفق بشكل مستقل لإنتاج الكهرباء، وتسمى هذه العملية بالتأثير الضوئي الجهدي (photovoltaic effect) وهي عملية مشابهة جداً للتأثير الكهروضوئي (photoelectric effect) إلا أن الفرق بينهما أنه في التأثير الكهروضوئي تتحرر الإلكترونات من المادة تحت تأثير أشعة ضوئية ذات طاقة معينة، أما في التأثير الضوئي الجهدي فإن الإلكترونات المتحررة تنتقل من مادة إلى مادة أخرى بحيث ينتج عن ذلك فرقاً في الجهد بينهما يؤدي إلى توليد الكهرباء.

إن الخلايا الضوئية القائمة على السيليكون تمتص موجات الضوء التي تدخل ضمن الطيف الضوئي المرئي – أي الضوء المرئي للعين البشرية – ولكن هذه الخلايا لا تستطيع امتصاص الأطوال الموجية التي تقع خارج الطيف المرئي، فمثلاً الأشعة تحت الحمراء تمر عبر خلايا السيليكون ولا يتم تحويلها إلى طاقة كهربائية، وبالعادة فإن مرور الأشعة تحت الحمراء ضمن خلايا السليكون ينجم عنه طاقة حرارية غير مرغوب بها ولا يتم استخدامها.

يشير (هاري أتواتر)، بروفيسور الفيزياء التطبيقية وعلوم المواد في جامعة هوارد هيوز وقائد هذه الدراسة، بأن السيليكون يمتص جزء معين فقط من الطيف الضوئي، أما باقي الأطوال الموجية فتمر عبره وكأنه مادة شفافة، فلو تم وضع وحدة ألواح شمسية تقليدية على سطح منزلي، فإن السيليكون يمتص جزء فقط من الطيف، أما باقي الطيف الضوئي فلا يتم تحويله إلى طاقة، بل يؤدي فقط إلى تسخين سطح المنزل.

بناء عليه قام (أتواتر) وزملاؤه بإيجاد طريقة لامتصاص الموجات الضوئية تحت الحمراء والاستفادة منها، وذلك باستخدام هيكل لا يتألف من السيليكون، ولكن من المعدن، وتستند هذه التقنية الجديدة على ظاهرة لوحظت في الهياكل المعدنية اسمها (صدى سطح البلازمون)، فالبلازمونات هي موجات أو تموجات منسقة من الإلكترونات الموجودة على أسطح المعادن في النقطة التي يلتقي فيها المعدن مع الهواء.

وجد (أتواتر) وزملاؤه أنه يمكن ضبط الصدى ليستطيع التقاط موجات ضوئية أخرى وذلك في حال تم تقسيم المعادن إلى قطع نانوية صغيرة في المختبر، فعادة تكون كثافة الالكترونات في المعادن مثل الفضة أو النحاس أو الذهب محددة، ولكن في المختبر، يمكن إضافة إلكترونات إلى ذرات النانو المعدنية، وعند استثارة هذه الالكترونات، فإن تردد الصدى الذي يصدر عنها سيتغير، وإن هذه الأسطح المعدنية المستثارة يمكن أن ينتج عنها قوى كهربائية كامنة، بمعنى آخر فإن القوة الكامنة التي تنتج عن استثارة الأسطح المعدنية تشبه تماماً القوة الكامنة التي تنتج عند فرك قضيب زجاجي بقطعة من الفراء، حيث يتم بهذه الحالة تخزين الإلكترونات على القضيب الزجاجي، ويتم تصريف الشحنة عن طريق صدمة كهربائية خفيفة، وبالمثل فإن استثارة السطوح المعدنية النانوية بالقرب من مستوى الصدى سيشحن الهياكل المعدنية بقوى كهربائية كامنة يمكن قياسها، وهذه القوى الكامنة هي الخطوة الأولى لتوليد الكهرباء، ويعمل الباحثون حالياً على تطوير طريقة لإنتاج تيار ثابت من هذه القوى الكهربائية الكامنة، بحيث يتم استعمال الخلايا الشمسية التي تعمل بتأثير كهرباء البلازمون جنباً إلى جنب مع الخلايا الضوئية التقليدية، لامتصاص واستخدام الطيف المرئي والأشعة تحت الحمراء لتوليد الكهرباء.

يقول (أتواتر) أخيراً، أن هذا الاختراع مثله مثل باقي الاختراعات أو الاكتشافات التكنولوجية، لا يمكن التنبؤ بمستقبلها، ولكن أي اختراع يمكنه على سبيل المثال أن ينشئ جهاز استشعار جديد للضوء قادر على التقاط أطوال موجية أخرى، فإنه لا بد بأن يساهم في إيجاد نوع من المنتجات الجديدة الأكثر كفاءة من المنتجات التي سبقته.

emiratesvoice
emiratesvoice

الإسم *

البريد الألكتروني *

عنوان التعليق *

تعليق *

: Characters Left

إلزامي *

شروط الاستخدام

شروط النشر: عدم الإساءة للكاتب أو للأشخاص أو للمقدسات أو مهاجمة الأديان أو الذات الالهية. والابتعاد عن التحريض الطائفي والعنصري والشتائم.

اُوافق على شروط الأستخدام

Security Code*

 

اختراع تقنية جديدة قادرة على امتصاص طيف جديد من الأشعة الشمسية اختراع تقنية جديدة قادرة على امتصاص طيف جديد من الأشعة الشمسية



تارا عماد بإطلالات عصرية تلهم طويلات القامة العاشقات للموضة

القاهرة - صوت الإمارات
تلهم النجمة المصرية تارا عماد متابعاتها العاشقات للموضة بإطلالاتها اليومية الأنيقة التي تعكس ذوقها الراقي في عالم الأزياء، بأسلوب هادئ ومميز، وتحرص تارا على مشاركة متابعيها إطلالاتها اليومية، وأيضا أزياء السهرات التي تعتمدها للتألق في فعاليات الفن والموضة، والتي تناسب طويلات القامة، وهذه لمحات من أناقة النجمة المصرية بأزياء راقية من أشهر الماركات العالمية، والتي تلهمك لإطلالاتك الصباحية والمسائية. تارا عماد بإطلالة حريرية رقيقة كانت النجمة المصرية تارا عماد حاضرة يوم أمس في عرض مجموعة ربيع وصيف 2025 للعبايات لعلامة برونيلو كوتشينيلي، والتي قدمتها الدار في صحراء دبي، وتألقت تارا في تلك الأجواء الصحراوية الساحرة بإطلالة متناغمة برقتها، ولونها النيود المحاكي للكثبان الرملية، وتميز الفستان بتصميم طويل من القماش الحرير...المزيد

GMT 21:47 2024 الجمعة ,15 تشرين الثاني / نوفمبر

عبدالله بن زايد يستقبل وزير الشؤون الخارجية في الهند
 صوت الإمارات - عبدالله بن زايد يستقبل وزير الشؤون الخارجية في الهند

GMT 21:21 2024 الجمعة ,15 تشرين الثاني / نوفمبر

نانسي عجرم تشوق جمهورها لعمل فني جديد
 صوت الإمارات - نانسي عجرم تشوق جمهورها لعمل فني جديد

GMT 14:42 2019 الإثنين ,11 تشرين الثاني / نوفمبر

تعرف لقاءً مهماً أو معاودة لقاء يترك أثراً لديك

GMT 17:17 2021 الجمعة ,01 كانون الثاني / يناير

تتيح أمامك بداية السنة اجواء ايجابية

GMT 19:08 2015 الأربعاء ,22 إبريل / نيسان

طقس فلسطين غائمًا جزئيًا والرياح غربية الأربعاء

GMT 02:06 2016 الأربعاء ,03 شباط / فبراير

"سامسونغ" تطلق Galaxy S7 قريبًا

GMT 14:46 2014 الأحد ,02 تشرين الثاني / نوفمبر

إطلاق كتاب للشيخة اليازية بنت نهيان بن مبارك آل نهيان

GMT 22:58 2015 الأربعاء ,01 إبريل / نيسان

سامسونغ تربح المليارات والفضل للهاتف "S6"

GMT 14:40 2017 الأربعاء ,04 كانون الثاني / يناير

كلاب الدرواس تهاجم الناس وتقتل المواشي في مقاطعة صينية

GMT 07:31 2013 السبت ,24 آب / أغسطس

الصين ضيفة شرف معرض إسطنبول للكتاب

GMT 04:15 2016 الثلاثاء ,16 شباط / فبراير

ديمو P.T يعاد تطويره في لعبة Dying Light

GMT 09:00 2015 الثلاثاء ,21 إبريل / نيسان

شركة "سوني" تكشف رسميًا عن هاتفها "إكسبريا زي 4"
 
syria-24

Maintained and developed by Arabs Today Group SAL
جميع الحقوق محفوظة لمجموعة العرب اليوم الاعلامية 2023 ©

Maintained and developed by Arabs Today Group SAL
جميع الحقوق محفوظة لمجموعة العرب اليوم الاعلامية 2023 ©

emiratesvoice emiratesvoice emiratesvoice emiratesvoice
emiratesvoice emiratesvoice emiratesvoice
emiratesvoice
بناية النخيل - رأس النبع _ خلف السفارة الفرنسية _بيروت - لبنان
emirates , emirates , Emirates