الخلايا الشمسية المبتكرة تستخدم الضوء الداخلي

تتعهد هذه التقنية بمساعدة الأجهزة منخفضة الطاقة مثل لوحات المفاتيح وأجهزة التحكم عن بعد وأجهزة الإنذار وأجهزة الاستشعار وما إلى ذلك على العمل بدون بطاريات.

محاكاة خلايا البيروفسكايت الشمسية - الصورة: perovskite-info.com

طوّر فريق دولي بقيادة جامعة كلية لندن (UCL) خلية شمسية من البيروفسكايت أكثر متانة، قادرة على جمع الطاقة بكفاءة من الإضاءة الداخلية. وتَعِد هذه التقنية بمساعدة الأجهزة منخفضة الطاقة، مثل لوحات المفاتيح، وأجهزة التحكم عن بُعد، وأجهزة الإنذار، وأجهزة الاستشعار، وغيرها، على العمل دون الحاجة إلى بطاريات.

بخلاف خلايا السيليكون الشمسية التقليدية، يُمكن تعديل تركيب البيروفسكايت لامتصاص أطوال موجية محددة من الضوء الداخلي بشكل أفضل. ومع ذلك، غالبًا ما تحتوي المادة على عيوب بلورية (تُسمى "مصائد") تُحبس الإلكترونات، مما يُعطل تدفق التيار ويُعزز التحلل.

وفي الدراسة التي نشرت في مجلة Advanced Functional Materials ، قام الفريق بدمج ثلاث مواد كيميائية لتقليل هذا العيب، بما في ذلك RbCl (كلوريد الروبيديوم)، الذي يساعد بلورات البيروفسكايت على النمو بالتساوي ويقلل من الإجهاد، بالإضافة إلى مادتين كيميائيتين أخريين تعملان على تثبيت أيونات اليوديد والبروميد، مما يمنعها من الانفصال وتدهور الأداء.

يوضح الباحث الرئيسي، سيمينغ هوانغ، طالب الدكتوراه في جامعة كوليدج لندن: "تعاني الخلية الشمسية من عيوب عديدة، مثل كعكة مُقطّعة إلى قطع. وقد ربطت المكونات الثلاثة التي أضفناها الكعكة معًا، مما سمح بتدفق التيار الكهربائي بسهولة أكبر. وكان التأثير المُجتمع أقوى من أيٍّ من المكونات الفردية."

نتيجةً لذلك، حققت الخلية كفاءة تحويل بلغت 37.6% من الإضاءة الداخلية عند 1000 لوكس (ما يعادل سطوع مكتب)، محققةً رقمًا قياسيًا عالميًا لخلية بيروفسكايت مُحسّنة للإضاءة الداخلية بفجوة نطاقية تبلغ 1.75 إلكترون فولت. ويصل العمر المتوقع إلى أكثر من 5 سنوات، وهو عمر أطول بكثير من الأسابيع أو الأشهر في الطرز السابقة.

أظهرت الاختبارات أنه بعد أكثر من 100 يوم، حافظت البطارية الجديدة على 92% من أدائها الأولي، مقارنةً بـ 76% للعينة الضابطة. وفي ظل ظروف قاسية (300 ساعة من الإضاءة العالية المستمرة عند 55 درجة مئوية)، حافظت البطارية الجديدة على 76% من أدائها، بينما لم تتجاوز نسبة أدائها للعينة الضابطة 47%.

قال الأستاذ المشارك مجتبى عبدي جلبي (جامعة لندن): "تعتمد مليارات الأجهزة الصغيرة المستهلكة للطاقة حاليًا على استبدال البطاريات، وهي ممارسة غير مستدامة. يمكن لخلايا البيروفسكايت الشمسية التي طورناها أن تلتقط طاقة أكبر، وتدوم لفترة أطول، وبتكلفة أقل، لأنها مصنوعة من مواد شائعة، وتتميز بسهولة عملية التصنيع، ويمكن حتى طباعتها كطباعة الصحف."

العودة إلى الموضوع

في إن إيه

المصدر: https://tuoitre.vn/dot-pha-pin-mat-troi-dung-anh-sang-trong-nha-20250812135955421.htm