سولارابيك – جدّة، المملكة العربية السعودية – 13 أبريل 2023: نجح المختبر الشمسي في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنيّة «KAUST» بتحقيق كفاءة تحويل 33.2% خلايا البيروفسكيت – السيليكون الترادفية «perovskite/silicon tandem»، لتحطم بذلك الرقم القياسي الخاص بمركز هيلمهولتز برلين «HBZ» للأبحاث الألماني وتحتل المرتبة الأولى في مخطط كفاءة الخلايا بوصلتين «two-junction» للمختبر الوطني للطاقة المتجددة «NREL».
تطوير الخلية
عملَ فريق مركز الطاقة الشمسية في الجامعة على تطوير خلية «perovskite/silicon tandem» منذ عام 2016، وقاموا بتطوير مجموعة من المواد الجديدة والطرق وبنية الأجهزة لتحقيق الشكل النهائي للخلية، واجتازوا مجموعة كبيرة من التحديات الأساسية مثل التغطية المُوحدّة للسطح الهرمي لخلايا السيليكون بمواد البيروفسكيت.
تضم الخلية طبقة علوية من البيروفسيكت وسفلية من السيليكون، وبالتالي يمكن تحقيق الاستفادة القصوى من الإشعاع الشمسي بفضل قدرة طبقة البيروفسكيت على امتصاص موجات الضوء الأزرق (القصيرة) بشكل جيد، في حين تمتص طبقة السيليكون موجات الضوء الأحمر (الطويلة).
أهمية خلايا «perovskite/silicon tandem»
تعتمد هذه الخلايا بشكل كبير على مادة البيروفسيكت والتي تتكون من مواد من صنع الإنسان مما يجعلها أقل تكلفة من غيرها من الخلايا التي تعتمد على مواد يصعب استخراجها. لذلك تشكل خلايا «perovskite/silicon tandem» ابتكاراً ثورياً خاصةً بعد تحقيقها لرقم قياسيّ على مستوى كفاءة التحويل، إذ تظهر دراسات السوق وتحليلاته إمكانية كبيرة لتصبح حصة هذه الخلايا من سوق الخلايا الشمسية العالمي أكثر من 10 مليار دولار بحلول عام 2032.
يؤكد الرقم القياسي الجديد، أعلى قيمة في كفاءة تحويل الطاقة للخلايا الشمسية بوصلتين وتحت ضوء غير مُركّز، على الإمكانيات الواعدة لخلايا البيروفسكيت – السيليكون الترادفية لتقديم ألواحأً كهروضوئيةً عالية الأداء، والذي يساعد بدوره على تسريع عملية تحقيق أهداف الطاقة المتجددة للحدّ من تغيّر المناخ
الدكتور ستيفان دي وولف، دكتور علم المواد والهندسة في مركز الطاقة الشمسية في جامعة الملك عبدالله والتقنيّة
مستقبل خلايا «perovskite/silicon tandem»
بدأ فريق الأبحاث في الجامعة بالعمل على اكتشاف طرقٍ جديدة لتصنيع هذه الخلايا على المستوى الصناعي بمساحات تتجاوز 240 سم مربع، إلى جانب الحصول على خلايا قادرة على اجتياز برتوكولات واختبارات الاستقرار الصناعية.
حول مركز الطاقة الشمسية في جامعة الملك عبدالله
تتركز أبحاث مركز هندسة الطاقة الشمسية و الخلايا الضوئية على توليد و حفظ وتحويل الطاقة المتجددة. ويوفر المركز – وهو في طريقة ليصبح أحد المراكز الرائدة في مجال علوم وهندسة الطاقة المتجددة – أسس الابتكارات منخفضة التكاليف عالية الكفاءة في مجال تقنيات الخلايا الضوئية والطاقة الشمسية بالمملكة العربية السعودية وفي العالم بشكل عام.
وكان المركز قد ركزّ قسماً كبيراً من أبحاثه على تطوير خلايا البيروفسيكت السيليكون الترادفية وتمكّن من تحقيق كفاءة قدرها 25.7% في عام 2020 بالتعاون مع جامعة تورنتو قبل تحقيقه اليوم للرقم القياسي الجديد 33.2%.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: مركز الطاقة الشمسية في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنيّة
