سولارابيك، اليابان- 18 مارس 2025: كشف باحثون يابانيون عن جيل جديد من خلايا البيروفسكايت الشمسية يتميز بمتانة فائقة وقدرة على امتصاص الضوء من كلا الوجهين، وذلك بفضل استخدام أقطاب كهربائية مبتكرة مصنوعة من أنابيب الكربون النانوية أحادية الجدار (CNT). يفتح هذا التطور آفاقًا واسعة لتطبيقات الطاقة الشمسية المرنة والشفافة، ويتجاوز تحديات المتانة التي طالما أعاقت انتشار هذه التكنولوجيا الواعدة.
متانة وكفاءة معززتين بأنابيب الكربون النانوية
طور فريق بحثي من جامعة ناجويا، بالتعاون مع شركة دينسو، خلية شمسية من البيروفسكايت بمساحة 100 سم مربع تعتمد على أقطاب CNT..
يركز الفريق على التغلب على مشكلة التحلل السريع التي تعاني منها خلايا البيروفسكايت التقليدية ذات الأقطاب المعدنية، والتي تتأثر بالأكسدة والتآكل. وبالإضافة إلى ذلك، تتميز أقطاب CNT باستقرارها الكيميائي ومقاومتها العالية للأكسدة، فضلاً عن قدرتها الفائقة على توصيل الكهرباء، مما يضمن نقلًا فعالًا للشحنات. كما أنه وبفضل مرونتها وشفافيتها، تسمح هذه الأقطاب بامتصاص الضوء من كلا وجهي الخلية، مما يعزز من إنتاج الطاقة بشكل كبير. من ناحية أخرى، يتيح ذلك استخدام هذه الخلايا على الأسطح المنحنية والمرنة، مما يوسع نطاق تطبيقاتها المحتملة.
تطبيقات واعدة واختبارات تجريبية ناجحة
يستخدم الباحثون مادة 2،2،2-ثلاثي فلورو إيثانول لتحسين أداء ومتانة أقطاب CNT. في حين أنه وبالمقارنة مع الأقطاب الذهبية التقليدية، فإن كفاءة تحويل الطاقة لخلايا البيروفسكايت ذات الأقطاب الكربونية (CNT-PSCs) أقل بشكل طفيف، إلا أن القدرة على امتصاص الضوء من كلا الوجهين تعوض هذا الفارق وتحافظ على كفاءة إجمالية عالية. كما أنه ومن الجدير بالذكر أن أقطاب CNT لا تسرع من تحلل مادة البيروفسكايت، مما يساهم في إطالة عمر الخلية. وقد بدأت بالفعل اختبارات تجريبية لهذه الخلايا المبتكرة في جامعة ناجويا، حيث تم تركيبها على نوافذ المجمع الوطني للابتكار، إلى جانب خلايا شمسية عضوية (CNT-OPVs). وبالإضافة إلى ذلك، سجلت هذه الاختبارات بيانات الأداء في ظروف واقعية، شملت قياسات لإنتاج الطاقة، وشدة الضوء، ودرجة الحرارة، والرطوبة.
اليابان تقود مسيرة تطوير البيروفسكايت
يدعم هذا الإنجاز العلمي جهود اليابان الحثيثة لتعزيز تكنولوجيا البيروفسكايت الشمسية. تهدف وزارة الاقتصاد والتجارة والصناعة (METI) إلى نشر 20 جيجاواط من هذه الخلايا بحلول عام 2040، وتتوقع انخفاض تكاليف إنتاجها إلى 10 ين ياباني (0.07 دولار) للواط الواحد بحلول ذلك العام. كما أنه وفي خطوة هامة في هذا السياق، أعلنت METI عن استثمار ضخم بقيمة 1.5 مليار دولار لتوسيع نطاق إنتاج البيروفسكايت.
.تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: digital pr platform
