الخلايا الشمسية أرق من ورق A4

علماء صينيون يطورون خلايا شمسية تعتمد على السيليكون يبلغ سمكها 50 ميكرومترًا فقط ولكنها لا تزال تتمتع بكفاءة جيدة في تحويل الطاقة.

محاكاة مرنة للخلايا الشمسية. الصورة: laremenko/iStock

قام فريق بحثي بقيادة خبراء من جامعة جيانغسو للعلوم والتكنولوجيا (JUST) بتطوير خلية شمسية تعتمد على السيليكون وهي أرق من ورقة A4، حسبما أفاد موقع Interesting Engineering في 13 فبراير. كما ساهم باحثون من جامعة كيرتن في أستراليا وشركة LONGi Green Energy Technology الصينية في البحث الجديد.

تزداد شعبية الخلايا الشمسية القائمة على السيليكون. إلا أن استخدامها يقتصر عمومًا على أماكن مثل مزارع الطاقة الشمسية الأرضية ذات الألواح المسطحة والصلبة. أما في أماكن أخرى، كالفضاء الخارجي، فتتطلب أسطحًا منحنية، ما يستدعي استخدام تقنيات أكثر تكلفة.

تتميز الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري ببنية "شطيرة"، حيث تُشكل الطبقة الوسطى، أو القرص شبه الموصل، معظم سُمك اللوح. في البحث الجديد، ابتكر الفريق ألواحًا من السيليكون بسُمك 50 ميكرومترًا فقط، أي أرق من ورقة A4. ورغم استحالة طي خلايا السيليكون كالورق، إلا أنها قابلة للثني، مما يجعلها مفيدة للتركيب على الأقمار الصناعية أو تطبيقات الفضاء الأخرى.

هناك فائدة أخرى لجعل بطاريات السيليكون أرق: فهي تستخدم مواد أقل في التصنيع، مما يقلل الوزن والتكاليف.

مع ذلك، تعاني الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة من عيب انخفاض كفاءة تحويل الطاقة (PCE). وهذا أيضًا هو السبب الرئيسي لعدم شيوع استخدام خلايا السيليكون ذات الأغشية الرقيقة حتى الآن. في محاولات سابقة، ابتكر العلماء خلايا سيليكون مرنة بسُمك أقل من 150 ميكرومترًا، مع كفاءة تحويل طاقة قصوى تبلغ 24.7%.

يجب الحفاظ على معامل التوصيل الحراري (PCE) للألواح الرقيقة عند هذا المستوى لضمان فعالية البطارية. في الدراسة الجديدة، نجح الفريق في زيادة معامل التوصيل الحراري (PCE) بأكثر من 26% لجميع الألواح التي صنعوها، بسماكات تتراوح بين 50 و130 ميكرومترًا.

لأن الخلايا الشمسية السيليكونية قابلة للثني بسهولة، يعتقد الفريق أنه يمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من الأجهزة، بما في ذلك الطائرات بدون طيار والبالونات، وحتى الأجهزة الذكية القابلة للارتداء. ويركز الفريق حاليًا على تطوير ألواح شمسية مرنة وسهلة الحمل، يمكن لفها مثل لفافة فيلم.

ثو ثاو (وفقًا للهندسة المثيرة للاهتمام )

رابط المصدر: https://vnexpress.net/pin-mat-troi-mong-hon-to-giay-a4-4711367.html