علماء يحققون رقما قياسيا جديدا في كفاءة الألواح الشمسية
توصل باحثون من معهد "هيلمولتز زينترام" الألماني المتخصص بتقنيات الألواح الشمسية، إلى رقم قياسي جديد حققته خلية شمسية مضاعفة تسمح بتحويل 32.5% من الإشعاع الشمسي إلى طاقة كهربائية.
وتمتاز الخلايا الشمسية المضاعفة بزيادة كفاءة الخلايا الشمسية، من خلال فصل الطيف المغناطيسي إلى أجزاء مختلفة وتحسين توليد الطاقة من كل جزء على حدة.
واستخدم الباحثون تركيبة متطورة من مواد التركيب الضوئي القابلة للتحكم، من خلال واجهة ذكية لتشكيل الطبقة العلوية من الخلية، في حين استخدموا طبقة سفلية من السيليكون.
وتعتمد الطبقة العليا على امتصاص مكونات الضوء الأزرق، أما الطبقة السفلى فتحول الضوء الأحمر والألوان القريبة منه على الطيف الكهرومغناطيسي إلى طاقة، وتسمح طبقات رقيقة بينهما بتقليل الضياعات الكهربائية قدر الإمكان.
ونظرًا لاستخدام السيليكون كمادة أساسية في الألواح الشمسية، ودمجه مع مادة التركيب الضوئي نصف الناقلة، فإن العلماء يبحثون عن إمكانية إدخال مواد جديدة ذات قدرات إضافية لتحسين فاعلية المزيج.
وتجاوز الرقم القياسي الجديد ما توصل إليه العلماء عام 2021 من نسبة بلغت 29.8% لكفاءة الخلية الشمسية، ومطلع عام 2022 بكفاءة 31.3%.
وقال الأستاذ الدكتور بيرند ريك، قائد الفريق البحثي "وصلنا إلى كفاءة بلغت 32% بمعدل لم يقترب العلماء منه سابقا سوى باستخدام مواد نصف ناقلة باهظة الثمن"؛ وفقا لموقع إلكتريك.
وينعكس ارتفاع الكفاءة بأرقام قليلة بشكل كبير على توليد الطاقة في حقول ألواح شمسية تولد كميات كبيرة من الكهرباء.
ويعمل الباحثون على تطوير حلول جدية لدمج مواد واعدة في الخلايا الشمسية بهدف رفع كفاءتها والاعتماد عليها في توليد كميات كبيرة من الكهرباء.
وتشجع التطورات الجديدة في تقنيات الألواح الشمسية على تبني استخدامها من قبل المستهلكين؛ ما يؤثر بشكل إيجابي على المناخ ويصب في إطار الجهود الرامية إلى مكافحة الاحترار العالمي.
ويبدو أن ارتفاع أسعار مشتقات الوقود الأحفوري وتذبذب إمداداته، إلى جانب ارتفاع الوعي الشعبي حول العالم بكارثة التغير المناخي، أسباب دفعت الحكومات والمؤسسات والمراكز البحثية إلى تعزيز دور التقنيات الخضراء لتقليل أثر انبعاثات الغازات الدفيئة.
