أعلن فريق بحثي في المختبر الدولي الأيبيري لتكنولوجيا النانو (INL) مؤخرًا عن نتائج بحث رائد في مجال الطاقة المتجددة، يتمثل في ابتكار خلية شمسية فائقة الرقة وعالية الكفاءة. وبالمقارنة مع التقنيات التقليدية، تتميز هذه الخلية الجديدة باستهلاكها الأقل للمواد، وسهولة إنتاجها ورخص ثمنها، مع مرونة استخدامها في العديد من المجالات.
اختراق في مجال الخلايا الشمسية فائقة الرقة: أخف وزنا، وأرخص، وأقوى.
وفقًا لفريق البحث، تُعاني الألواح الشمسية فائقة الرقة من ضعف قدرتها على امتصاص الضوء، مما يُسبب تسرب الطاقة الشمسية من خلفها، ويُقلل من كفاءة تحويلها. وللتغلب على هذه المشكلة، ابتكر علماء INL، بالتعاون مع جامعة أوبسالا (السويد)، بقيادة بيدرو سالومي، نوعًا من "المرايا النانوية" المُثبتة على ظهر الخلية الشمسية.
يستخدم هذا التصميم طبقة رقيقة من الذهب النانوي المغطى بأكسيد الألومنيوم، تعمل كمرآة تعكس الضوء إلى الخلية الكهروضوئية، مما يسمح بامتصاصه مرة أخرى. كما تساعد طبقة أكسيد الألومنيوم على تقليل فقدان الطاقة على السطح الخلفي، مما يمنع إعادة تجميع الإلكترونات، وبالتالي الحد من هدر الطاقة.
بدلاً من استخدام عملية تصنيع معقدة ومكلفة، طبّق الفريق تقنية الطباعة النانوية أحادية الخطوة، مما يختصر وقت التصنيع ويزيد من إمكانية التوسع إلى مستوى صناعي. وفي اختبار خلية كهروضوئية فائقة الرقة من نوع ACIGS (Ag,Cu)(In,Ga)Se₂)، زادت كفاءة الخلية بنحو 1.5%، بفضل تحسين قدرتها على امتصاص الضوء بشكل ملحوظ.
ووجد الفريق أيضًا أن البطارية تعمل بشكل أفضل عند 450 درجة مئوية، وهي درجة الحرارة التي تمنع انتشار ذرات الذهب - وهو العامل الذي تسبب في تدهور الأداء في النماذج السابقة.
وفقًا لفريق INL، يُعالج التصميم الجديد تحديين رئيسيين في آنٍ واحد: إدارة الضوء وتقليل هدر الطاقة. وهذا يمنح الخلية الشمسية فائقة الرقة إمكانيةً واسعةً للتطبيقات العملية، بدءًا من المركبات الكهربائية والمباني وصولًا إلى الأجهزة الإلكترونية المحمولة.
يقول الباحثون إن هذا الاختراع يفتح آفاقًا جديدة في تكنولوجيا الطاقة الشمسية، إذ يجمع بين الكفاءة العالية والتكلفة المنخفضة والمرونة. ومن المتوقع أن يُمثل هذا إنجازًا هامًا في عملية الإنتاج الضخم للخلايا الشمسية فائقة الرقة، مما يُعزز تطوير صناعة الطاقة المتجددة عالميًا.
المصدر: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/pin-mat-troi-sieu-mong-buoc-ngoat-cho-nang-luong-tai-tao-tuong-lai/20251014102208238
تعليق (0)