شارك
الرئيسية
ابتكر باحثون من معهد أوكيناوا للعلوم والتكنولوجيا الياباني؛ وحدات شمسية من الجيل التالي بكفاءة عالية، واستقرار جيد. استخدم الباحثون نوع من المواد تسمى البيروفسكايت في صنع الوحدات الشمسية، ووجد الباحثون أن هذه الوحدات الشمسية يمكن أن تحافظ على أداء عالٍ لأكثر من 2000 ساعة.
مادة البيروفسكايت لديها القدرة على إحداث ثورة في صناعة تكنولوجيا الطاقة الشمسية. تتميز بالمرونة وخفة الوزن، لكن هناك شروط يجب أن تفي بها البيروفسكايت؛ لتصبح متاحة وسهلة التسويق، مثل أن تكون رخيصة الثمن إنتاجياً، وذات كفاءة عالية، ولها عمر طويل.
تكلفة صنع خلايا البيروفسكايت الشمسية منخفضة، نظراً لأنها تتطلب مواد خام رخيصة، وطاقة قليلة للمعالجة. وخلال العقد الماضي؛ قطع العلماء خطوات كبيرة في تحسين مدى فعالية خلايا البيروفسكايت الشمسية في تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء، مع مستويات كفاءة مماثلة لمستويات الخلايا الشمسية الحالية القائمة على السيليكون.
عدم استقرار البيروفسكايت هو أحد المعوقات التي تواجه إنتاج خلايا شمسية تجارية، لأن الخلايا الشمسية يجب أن تكون قادرة على الصمود لسنوات من التشغيل ولكن الخلايا الشمسية البيروفسكايت تتحلل بسرعة.
تغلب الباحثون اليابانيون من حل تلك المشاكل، عالج الباحثون مشكلة الاستقرار والكفاءة باستخدام نهج جديد، صنعوا وحدات البيروفسكايت الشمسية من طبقات متعددة؛ لكل منها وظيفة محددة. بدلاً من التركيز على طبقة واحدة فقط، ووضع الباحثون طبقة البيروفسكايت الأساسية؛ التي تمتص أشعة الشمس، في وسط الوحدة الشمسية، محصورة بين الطبقات الأخرى، وغلفت الوحدة بطبقة واقية تقلل من التحلل وتمنع تسرب المواد الكيميائية السامة إلى البيئة.
أضاف الباحثون أيضاً مادة كيميائية تسمى «EDTAK» بين الطبقتين، وهي المادة التي زادت من استقرار الوحدة الشمسية، ومن أجل التحسين النهائي، أضاف العلماء طبقة رقيقة من البوليمر، والباريلين، بالإضافة إلى الزجاج ، لتوفير طلاء وقائي للوحدة الشمسية. مع هذه الحماية الإضافية؛ حافظت الوحدات الشمسية على حوالي 86٪ من أدائها المبدئي، حتى بعد مرور 2000 ساعة من الإضاءة المستمرة.
يهدف الباحثون إلى تنفيذ هذه التعديلات على وحدات الطاقة الشمسية الأكبر، مما يؤدي إلى الطريق نحو تطوير تكنولوجيا شمسية تجارية واسعة النطاق في المستقبل.