رفع كفاءة واستقرار الخلايا الشمسية .. ابتكار جديد لعلماء من جامعة بريستون وجامعة الملك عبد الله

طبقًا لموقع Tech Times، استطاع مجموعة علماء من جامعة برينستون بالتعاون مع علماء من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا دمج بين خلايا الطاقة الشمسية السيليكونية مع البيروفسكايت، وصمموا خلية شمسية مزدوجة أكثر كفاءة واستقرار.

يوضح باري راند أستاذ الهندسة الكهربائية في برينستون أن الخلايا المزدوجة أظهرت كفاءة أعلى في تحويل الطاقة تتجاوز أي من الخليتين بمفردهما، واعتقد الفريق أن دمج هذه الخلايا قد يؤثر على استقرار وثبات البيروفسكايت، وخلال التجربة بنى العلماء ثلاث مجموعات من الخلايا الشمسية، الأولى من السيليكون فقط، والثانية من البيروفسكايت فقط، والثالثة هي الخلية المزدوجة.

حاكى العلماء خلال التجربة ظروف الظل الجزئي (بمعنى نصف الخلية معرض لضوء الشمس والنصف الآخر في الظل) وهذه الظروف تُعد تحديًا كبيرًا لخلايا البيروفسكايت، إذ تُجبر الخلية المُضيئة الخلية الموجودة في الظل على نقل الطاقة مما يؤدي إلى انهيار الخلية بالكامل، وهذا ما حدث بالفعل في التجربة إذ انهارت خلية البيروفسكايت بسرعة في هذه الظروف، أما خلية السيليكون فأظهرت ثبات كبير مقارنةً بخلية البيروفسكايت، أما الخلية المزدوجة فأظهرت مرونة مماثلة لوحدة السيليكون، وها يدل على أن خلية السيليكون عوضت الضعف في خلية البيروفسكايت.

كان يعتقد العلماء أنه عند دمج مادتين أحدهما ضعيف والآخر قوي، فإن الضعيف هو ما يُسبب خلل في النظام، لكن يبدو أنه في حالة الخلية المزدوجة فإن المادة القوية عوضت ضعف المادة الأخرى، وتستطيع الخلية المزدوجة التغلب على مشكلة الظلال الجزيئية التي تواجه الخلايا بكثرة في الحياة الواقعية.

يمهد هذا الاكتشاف دمج البيروفسكايت مع الخلايا السيليكونية لإنتاج الخلايا المزدوجة وطرحها في الأسواق، لكن ما زالت توجد بعض التحديات الأخرى مثل حساسية البيروفسكايت للحرارة، لكن الخلايا المزدوجة قد ترفع من سقف تكنولوجيا الطاقة الشمسية، وقد تكون حلًا لمشكلة نقص الطاقة الكهربائية.