سولارابيك، الصين، 7 فبراير 2026: كشفت الأكاديمية الصينية للعلوم (CAS) عن اختراق تقني جديد في صناعة الطاقة المتجددة، حيث نجح فريق بحثي من “معهد تشينغداو لتكنولوجيا الطاقة الحيوية والمعالجة الحيوية” في تطوير تصميم هندسي مبتكر للواجهات المخفية داخل خلايا البيروفسكايت الشمسية، مما دفع بكفاءتها واستدامتها إلى مستويات غير مسبوقة.
اعتمد الباحثون في هذا الإنجاز على تعديل جسيمات ثاني أوكسيد القصدير (SnO2) النانوية للتحكم بدقة في مواقع تشكّل الطبقات الواقية، وهو ما عالج معضلة “مراكز إعادة الاتحاد” التي كانت تتسبب في فقدان الطاقة وتسريع تدهور الخلايا بمرور الوقت.
الهندسة الجزيئية وحل معضلة العيوب الهيكلية
وظّف العلماء نهجاً هندسياً دقيقاً عبر تطعيم حمض “الثيوغليكوليك” (TGA) و”الأوليلامين” (OAm) على أسطح الجسيمات النانوية، مما أدى لإنشاء طبقة نقل إلكترونات مطورة تضمن استقرار الجزيئات المطعمة وتمنع التفاعلات المبكرة التي كانت تعيق جودة التصنيع. كما أنه يساهم في تحفيز عملية التبادل الكاتيوني مع “يوديد الفورماميدينيوم” (FAI) بشكل حصري أثناء عملية التلدين الحراري، وهو ما ينتج عنه تشكّل تلقائي لبنية هجينة ثنائية وثلاثية الأبعاد (2D/3D) عند الواجهة السفلية المدفونة للفيلم دون المساس بالهيكل البلوري الأساسي. وبالإضافة إلى ذلك، أثبتت الاختبارات أن هذه التقنية قلصت تركيز العيوب في تلك الواجهات بنسبة تتجاوز 90%، من ناحية أخرى، كانت هذه العيوب تمثل العائق الأكبر أمام استقرار الخلايا، في حين أنه بفضل التصميم الجديد، أصبح من الممكن كبح تدهور الأداء ورفع الاستقرار التشغيلي لمدد طويلة تتجاوز المعايير الحالية.
كفاءة قياسية تفتح آفاق الإنتاج الصناعي الضخم
سجلت الخلايا المطورة كفاءة تحويل طاقة (PCE) بلغت 26.19% في الخلايا ذات المساحات الصغيرة التي لا تتجاوز 0.09 سم²، محطمة بذلك الأرقام السابقة لهذه الفئة من الوصلات الهجينة. حققت الألواح النمطية الأكبر التي تبلغ مساحتها 21.54 سم² كفاءة وصلت إلى 23.44%، مع قيمة معتمدة بشكل مستقل بلغت 22.68%، بينما حافظت الألواح واسعة النطاق بمساحة 64.80 سم² على كفاءة مرتفعة قدرها 22.22%. وأكد الباحث “زاو كيانغ كيانغ”، المؤلف الأول للدراسة، أن هذه النتائج تصنف ضمن الأعلى عالمياً للوصلات الهجينة (2D/3D) المسجلة حتى الآن، مشيراً إلى أن عملية تبادل الروابط في الحالة الصلبة تجعل هذا الابتكار مهيأً تماماً للانتقال من المختبرات إلى خطوط الإنتاج الصناعي، مما سيعجل من التسويق التجاري لتقنيات البيروفسكايت الكهروضوئية كبديل منافس وقوي في سوق الطاقة العالمي.
المصدر: interesting engineering
image created by Ai
