تُحدث المواد الجديدة طفرات في أداء الخلايا الشمسية.

أصبحت الطاقة الشمسية واحدة من أكثر مصادر الطاقة البديلة شيوعاً لتوفير الكهرباء النظيفة وبأسعار معقولة.

ومع ذلك، فإن تقنية حصاد الطاقة الشمسية الحالية لم تستغل إمكانات ضوء الشمس بشكل كامل بعد، لذلك حظيت الأبحاث الحديثة التي أجراها علماء في جامعة كوريا باهتمام كبير.

تُعد كفاءة تجميع الضوء عاملاً رئيسياً في تحديد إنتاج الكهرباء من الألواح الشمسية.

صورة: رويترز

نشر فريق بحثي في ​​مجلة ACS Applied Materials & Interfaces اكتشافه لمادة جديدة قادرة على امتصاص معظم أطوال موجات الطيف الشمسي، مما يُحسّن بشكل كبير كمية الضوء التي يمكن لتقنيات الطاقة الشمسية استغلالها. وقد طوّر الفريق "كرات فائقة"، أو كرات نانوية ذهبية، قادرة على امتصاص أطوال موجات لا تستطيع المواد الكهروضوئية الحالية امتصاصها.

على الرغم من أن جزيئات الفضة والذهب النانوية معروفة بقدرتها على استخلاص الطاقة الشمسية، إلا أنها لا تستطيع امتصاص سوى جزء ضئيل من الطيف الشمسي. لذا، قرر فريق البحث تطوير هذه التقنية باستخدام كرات ذهبية فائقة التجميع الذاتي، تتكون من جزيئات ذهبية نانوية متجمعة لتشكيل كرات صغيرة. ومن خلال تعديل قطر هذه الكرات، تمكنوا من زيادة قدرتها على امتصاص الضوء.

كفاءة امتصاص ضوء الشمس مثيرة للإعجاب.

لاختبار فعالية الكرات الفائقة، استخدم فريق البحث محاكاة حاسوبية لتحسين التصميم وتقدير الأداء. وأظهرت النتائج أن الكرات الفائقة قادرة على امتصاص ما يصل إلى 90% من أطوال موجات الطاقة الشمسية. وفي التجارب العملية، عند تطبيق محلول يحتوي على الكرات الفائقة على مولد كهروحراري وإضاءته بمحاكي طاقة شمسية يعمل بتقنية LED، بلغ متوسط ​​امتصاص الطاقة الشمسية 89%، بينما لم تتجاوز نسبة امتصاص جزيئات الذهب النانوية الفردية 45%.

قال سيونغوو لي، أحد العلماء المشاركين في البحث: "توفر كراتنا البلازمونية الفائقة مسارًا بسيطًا لتسخير الطيف الشمسي بأكمله. يمكن لتقنية الطلاء هذه أن تقلل بشكل كبير من العوائق التي تحول دون استخدام أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية والضوئية الحرارية عالية الكفاءة في تطبيقات الطاقة العملية."

إذا ما تم تطبيق هذه الكرات العملاقة على نطاق واسع في صناعة الألواح الشمسية، فإنها ستوفر مبالغ كبيرة للمجتمعات والأسر التي تستخدم الطاقة الشمسية، وستساهم في الوقت نفسه في الحد من تلوث الهواء. يفتح هذا التطور آفاقاً لمستقبل طاقة أنظف وأكثر استدامة.

ومع ذلك، يبقى السؤال مطروحاً عما إذا كانت هذه الكرات العملاقة ستصبح مادة جديدة للألواح الشمسية.

المصدر: https://thanhnien.vn/vat-lieu-moi-tao-dot-pha-hieu-suat-pin-mat-troi-185260428110516658.htm