علماء صينيون يبتكرون أنحف خلايا شمسية من السيليكون

توصل بحث جديد بقيادة فريق من العلماء الصينيين إلى تصميم أنحف خلايا شمسية من السيليكون على الإطلاق، وهي مادة مرنة تشبه الورق تحول الضوء إلى كهرباء دون التضحية بالكفاءة.وتشكل الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون العمود الفقري للكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية في العالم، حيث تمثل حوالي 95% من الخلايا الشمسية في سوق الخلايا الكهروضوئية.

ومع انخفاض تكاليف التصنيع وتوليد الطاقة، اكتسبت الخلايا الشمسية استخداماً أوسع في مزارع الطاقة الشمسية المثبتة على الأرض وفي الخلايا الكهروضوئية الموزعة.

ونقلت صحيفة العلوم والتكنولوجيا اليومية التي تديرها الدولة عن الأستاذ في جامعة جيانغسو للعلوم والتكنولوجيا لي يانغ يوم الإثنين قوله أن الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري، والمصنوعة من رقائق السيليكون، هي الطاقة الكهروضوئية الأكثر نضجاً والأكثر استخداماً على نطاق واسع، لكن هذه التكنولوجيا تواجه عقبتين تكنولوجيتين رئيسيتين.

أحد العوائق هو أن كفاءة تحويل الطاقة لخلايا السيليكون ذات المساحة الكبيرة تظل محدودة بـ 26 في المائة، أما العائق الآخر فهو سُمك الخلية، الذي يتراوح عادةً بين 150 إلى 180 ميكرومتراً، مما يجعل من الصعب استخدامها في التطبيقات التي تتطلب مادة أكثر مرونة وخفيفة الوزن، مثل الأسطح المنحنية والأقمار الصناعية والمحطات الفضائية.

ولدى الطائرات، على سبيل المثال، متطلبات وزن صارمة للغاية وتستخدم الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة، وهي فئة واسعة أخرى من الخلايا الشمسية. ومع ذلك، وفقاً لـ "لي يانغ"، فهي باهظة الثمن، ولها عمر قصير، وليست مناسبة تماماً للمتطلبات التجارية.

وتعد الخلايا الشمسية السيليكونية المرنة التي طورها لي ومعاونوه أرق بكثير وأخف وزناً من نظيراتها التقليدية، وتتميز بكفاءة عالية في استخدام الطاقة. وقال لي "لقد طورنا خلايا سيليكون بلورية يصل سمكها إلى 50 ميكرومتراً، أي أرق من ورقة A4، ويمكن ثنيها على شكل لفافة، وهي أكثر كفاءة بكثير من الخلايا التقليدية".

وكان البحث، الذي نُشر في مجلة Nature في 31 يناير (كانون الثاني)، بمثابة جهد مشترك بين علماء من JUST، وشركة LONGi Green Energy Technology ومقرها شيان، وجامعة كيرتن الأسترالية. وتُعرف الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلورية بأنها بنية "ساندويتش"، مما يعني أن ركيزة الرقاقة الخاصة بها، الطبقة الوسطى، تمثل أكثر من 99% من سمك الخلية.

 قد يهمك أيضــــــــــــــــًا :

ابتكار شرائح تقنية من الفواكه لصناعة الخلايا الشمسية مصنوعة من أوكسيد التيتانيوم

كاليفورنيا تُصدِر قرارًا بتركيب الخلايا الشمسية في المنازل مع مطلع 2020