سولارابيك – اليابان – 1 مايو 2025: أعلن فريق بحثي دولي بقيادة جامعة كانازاوا اليابانية عن تطوير خلايا شمسية عضوية بالكامل بكفاءة تحويل طاقة غير مسبوقة، متجاوزاً بذلك الحدود السابقة في هذا المجال الواعد.
تضاعف الكفاءة في إنجاز غير مسبوق
تمكن الباحثون من تحقيق كفاءة تحويل للطاقة بلغت 8.7%، وهو ما يمثل أكثر من ضعف المعدلات السابقة التي لم تتجاوز 4% في الخلايا الشمسية العضوية بالكامل. يأتي هذا الإنجاز الذي قاده البروفيسور ماساهيرو ناكانو، الأستاذ المشارك في معهد العلوم والهندسة بكلية الكيمياء في جامعة كانازاوا، بالتعاون مع علماء من شركة ريكو المحدودة وجامعة كوينز في كينغستون بكندا.
حلول مبتكرة لتحديات تقنية
واجه الباحثون تحديين رئيسيين في تطوير هذه التقنية: توفير مواد إلكترودات عضوية شفافة عالية التوصيل، وصعوبة تراكب طبقات متعددة دون إتلاف الطبقات السفلية. وقد تغلب الفريق على هذه التحديات من خلال:
- تطوير قطب شفاف يعتمد على البوليمر الموصل PEDOT:PSS، يمكن تصنيعه عند درجة حرارة منخفضة (80 درجة مئوية) دون استخدام أحماض أو قواعد، مع الحفاظ على موصلية كافية للخلايا الشمسية الرقيقة.
- ابتكار “طريقة صفائحية لقطب أنابيب الكربون النانوية”، حيث يتم تشكيل الأقطاب بشكل منفصل على أغشية حاجزة للخلايا الشمسية ثم إلصاقها بالجهاز، مما يتجنب إلحاق أضرار بالأغشية العضوية السفلية.
فوائد بيئية واعدة
تتميز الخلايا الشمسية العضوية بالكامل بكونها خالية من المعادن السامة والمواد الخطرة التي توجد في الألواح الشمسية التقليدية القائمة على السيليكون أو خلايا البيروفسكايت. يمكن حرق هذه الخلايا العضوية بأمان مثل البلاستيك العادي عند التخلص منها، مما يقلل بشكل كبير من التأثير البيئي وتكاليف التخلص منها.
تطبيقات مستقبلية واسعة
بفضل طبيعتها الخفيفة والمرنة، تُفتح آفاق واسعة لاستخدام هذه الخلايا الشمسية العضوية في مجالات حساسة بيئياً مثل الأراضي الزراعية، والأجهزة القابلة للارتداء، وفي المواقع التي يصعب فيها تركيب الألواح الشمسية التقليدية.
ويهدف الفريق البحثي إلى مواصلة تعزيز أداء هذه التقنية الواعدة من خلال تحسين موصلية الإلكترودات العضوية، مما قد يفتح المجال لتطبيقات أوسع للطاقة المتجددة الصديقة للبيئة في المستقبل القريب.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: Kanazawaa University
Image Credits: Canva Library
