سولارابيك –27 أكتوبر 2024: تمكن فريق من الباحثين من تحسين أداء الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة من الكسترايت (CZTSSe) بشكل كبير، إذ طوروا طريقة جديدة لإضافة الفضة (Ag) إلى الخلايا الشمسية لتقليل العيوب التي تعيق أداء الخلايا وتعزيز نمو البلورات، وبالتالي زيادة الكفاءة بشكل كبير وتمهيد الطريق للتسويق التجاري.
خلايا الكسترايت الشمسية
تعتمد خلايا الكسترايت الشمسية على مواد متوفرة على نطاق واسع بخلاف الخلايا الشمسية التقليدية التي تعتمد على المعادن النادرة مما يتيح إنتاجها على نطاق واسع وبأسعار تنافسية.
تتكون خلايا الكسترايت الشمسية “CZTSSe” من النحاس “Cu” والزنك “Zn” والقصدير “Sn” والكبريت “S” والسيلينيوم “Se” وتقدم ميزة كبيرة كبديل منخفض التكلفة وصديق للبيئة مقارنة بتقنيات الخلايا الشمسية التقليدية.
إلا أن هذه الخلايا تعاني من انخفاض الكفاءة وارتفاع ضياعات التيار الناجمة عن إعادة تركيب الإلكترونات والثقوب مما يجعل تسويقها تجارياً أمراً صعباً.
قام فريق من الباحثين بإضافة الفضة إلى المواد الأولية المكونة لهذه الخلايا الشمسية مما ساعد على منع فقدان القصدير وحسّن خلط المواد في درجات الحرارة المنخفضة. ونتيجة لذلك تصبح البلورات المشكلة للخلية أكبر وأسرع نمواً مما يقلل من العيوب ويعزز أداء الخلية الشمسية.
كما وقد اكتشف الباحثون أن أداء الخلية الشمسية يتأثر بشكل كبير بموضع إضافة الفضة والذي يلعب دوراً مهماً في تحسين كفاءة خلايا الكسترايت الشمسية. إذ أن وضع الفضة بشكل غير صحيح يمكن أن يعطل تكوين سبيكة الزنك والنحاس مما يؤدي إلى ظهور عيوب في الخلية الشمسية وزيادة الضياعات الناجمة عن إعادة تركيب الإلكترونات والثقوب وتقليل الأداء.
دور الفضة في خفض تكلفة إنتاج الخلايا الشمسية
كما اكتشف فريق الباحثين أن المادة السائلة الناتجة عن إضافة الفضة (Ag) تشجع نمو البلورات، مما يعزز بشكل كبير كثافة وتبلور الطبقة الماصة. ويؤدي هذا التحسن إلى نطاق طاقة أفضل وعدد أقل من العيوب، مما يسهل نقل الشحنة بشكل أكثر سلاسة داخل الخلية. إذ أن هذه النتائج أيضًا قد تساعد بشكل كبير في إنتاج خلايا شمسية عالية الأداء بتكلفة أقل.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر:Techxplore
