سولارابيك، الصين–5 يناير 2025: حقق باحثون صينيون تقدمًا ملحوظًا في مجال الطاقة المتجددة، إذ تمكنوا من تطوير خلايا شمسية من نوع البيروفسكايت تتميز بكفاءة عالية 26.39% واستقرار طويل الأمد. وتعد هذه الخلايا الشمسية واعدة في مجال الطاقة الشمسية نظراً لكفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة مقارنة بأنواع الخلايا الشمسية الأخرى.
كفاءة واستقرار غير مسبوقين
أعلن فريق بحثي من جامعة هواكياو الصينية عن تطوير خلايا شمسية من نوع البيروفسكايت حققت كفاءة قياسية تبلغ 26.39%. ومن الجدير بالذكر أن هذه الخلايا حافظت على 95% من كفاءتها الأولية بعد تشغيلها لمدة 1100 ساعة متواصلة. وتعد هذه النتائج إنجازًا كبيرًا في مجال خلايا البيروفسكايت، حيث كانت المشكلة الرئيسية التي تواجه هذه الخلايا هي انخفاض كفاءتها واستقرارها بمرور الوقت؛ وذلك بسبب هجرة الأيونات.
الحل: طبقة بينية ذكية
ولتحقيق هذا الإنجاز، اعتمد الباحثون على ابتكار جديد يتمثل في إضافة طبقة بينية بوليميرية رقيقة جدًا “D18” من النوع p ذات سماكة تُقدر بحوالي 7 نانومتر بين طبقات الخلية الشمسية. تعمل هذه الطبقة البينية الانتقائية للثقوب على منع انتشار الأيونات (أيونات الليثيوم والميثيل أمونيوم والفرميدينيوم واليوديد) من طبقة إلى أخرى داخل الخلية، مما يزيد من استقرارها ويطيل عمرها التشغيلي. وبالإضافة إلى ذلك، فإن هذه الطبقة تساعد على تحسين نقل الشحنات داخل الخلية، مما يساهم في زيادة كفاءتها.
فكرة الطبقة الانتقائية للثقوب
كشف العلماء أن فكرة دمج طبقة انتقائية للثقوب في خلايا الطاقة الشمسية كانت مستوحاة من خلايا الوقود ذات غشاء تبادل البروتون (PEM)، حيث يعمل غشاء تبادل البروتون كموصل للبروتون مع منع انتشار الأنواع الكيميائية الأخرى. “ولتحقيق خلايا شمسية بيروفسكايتية عالية الثبات من نوع n-i-p بكفاءة عالية، من المتوقع أن تنقل الطبقة البينية الانتقائية للثقوب بكفاءة الثقوب الناتجة عن الضوء وتمنع انتشار الأيونات
مستقبل واعد
تم نشر نتائج هذا البحث في مجلة Nature، مما يؤكد أهميته وأثره على المستقبل. ومن المتوقع أن يساهم هذا التطور في تسريع عملية الانتقال إلى الطاقة المتجددة وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري. وفي حين أن هناك العديد من التحديات التي يجب التغلب عليها قبل أن تصبح خلايا البيرفسكايت الشمسية متاحة على نطاق واسع، إلا أن هذه النتائج المبشرة تفتح آفاقًا جديدة في هذا المجال.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: interesting engineering
