سولارابيك، أستراليا– 1 نوفمبر 2025: حقق علماء في جامعة نيو ساوث ويلز بسيدني إنجازًا علميًا قد يعيد رسم ملامح مستقبل الطاقة الشمسية، حيث تمكنوا من مضاعفة الطاقة المستخلصة من جسيم ضوئي واحد، في اكتشاف يمهد الطريق لتجاوز الألواح الشمسية حدود الكفاءة التاريخية لمادة السيليكون. وتعتمد معظم الألواح الشمسية الحالية على السيليكون الذي يصل حده الأقصى لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء إلى 27% عمليًا، بينما يبلغ الحد النظري 29.4%، مع فقدان جزء كبير من الطاقة على هيئة حرارة.
“الانشطار المفرد” يضاعف العائد
يعمل فريق البحث، المعروف باسم “أوميغا سيليكون”، على تغيير هذا الواقع من خلال عملية فيزيائية تسمى “الانشطار المفرد” (singlet fission)، والتي تسمح للفوتون الواحد بالانقسام إلى حزمتين من الطاقة، مما يضاعف الناتج الكهربائي بفعالية. وقال الدكتور بن كارويثن، وهو باحث مشارك في الدراسة، إن الهدف هو “الاستفادة من الطاقة المهدرة وتحويلها إلى مزيد من الكهرباء”. وفي حين أن تجارب سابقة باستخدام مادة “التتراسين” أظهرت نتائج واعدة، إلا أنها فشلت خارج البيئة المختبرية بسبب عدم استقرارها الكيميائي. بالإضافة إلى ذلك، وجد الفريق حلاً في مركب مستقر يسمى “ثنائي بيرولونافثيريدينديون” (DPND)، وهو مركب مشتق من الأصباغ الصناعية، حيث أثبت قدرته على أداء نفس الوظيفة بكفاءة مع الحفاظ على استقراره في الظروف الطبيعية.
عقد من البحث وتطبيقات واعدة
يستند هذا التقدم إلى أبحاث امتدت لأكثر من عقد بقيادة البروفيسور تيم شميدت، الذي كان فريقه أول من استخدم المجالات المغناطيسية لتتبع آلية الانشطار المفرد على المستوى الجزيئي. ويوضح شميدت أن فهم هذه العملية مكّنهم من تصميم مواد وهياكل أفضل للاستفادة من طاقة الضوء الأزرق، التي تُهدر غالبًا كحرارة في الخلايا التقليدية. وتتضمن الطريقة إضافة طبقة عضوية فائقة الرقة فوق خلية السيليكون التقليدية. كما أنه في حال نجاح تطبيقها على نطاق واسع، يمكن لهذه التقنية أن ترفع كفاءة الألواح الشمسية من 27% إلى مستوى قياسي قد يصل إلى 45%.
من المختبر إلى السوق
يحظى المشروع بدعم من الوكالة الأسترالية للطاقة المتجددة ضمن برنامج يهدف إلى تحقيق كفاءة تزيد عن 30% بتكلفة أقل من 30 سنتًا للواط بحلول عام 2030. وتراقب سبع شركات كبرى في قطاع الطاقة الشمسية تقدم الفريق عن كثب، معربة عن استعدادها للمساعدة في التسويق التجاري للتقنية. ويتوقع الباحثون أن يظهر نموذج أولي لإثبات المفهوم خلال سنوات قليلة، مع وضع إطار زمني أكثر واقعية يبلغ خمس سنوات للوصول إلى مرحلة التطبيق العملي.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: unsw
