سولارابيك، كوريا – 15 سبتمبر 2025: توصل فريق بحثي مشترك من جامعتي كوريا ودونغوك إلى ابتكار طلاء جزيئي فريد يُمكّن الخلايا الشمسية العضوية من العمل بكفاءة مزدوجة كأداة لتوليد الطاقة وككاشف ضوئي فائق الحساسية في آنٍ واحد. وحقق هذا الطلاء، الذي يحل معضلة تقنية استمرت لسنوات، كفاءة تشغيل قياسية في الإضاءة الداخلية بلغت 28.6%، مما يفتح الباب أمام جيل جديد من الأجهزة الإلكترونية الذاتية التشغيل. ويقضي هذا الإنجاز على التعارض الجوهري بين وظيفتي توليد الكهرباء التي تتطلب تسريع حركة الشحنات، ووظيفة استشعار الضوء التي تستلزم كبحها، وهو ما كان يجبر المصنعين على استخدام جهازين منفصلين.
تركيبة كيميائية بسيطة لحل معضلة معقدة
تكمن عبقرية هذا الابتكار في بساطة مكوناته، حيث اعتمد الباحثون على جزيء واحد يتكون من البنزين وحمض الفوسفونيك (BPA). وعند تطبيق هذا المركب على قطب كهربائي شفاف من مادة أوكسيد الإنديوم والقصدير (ITO)، فإنه يُشكل طبقة أحادية ذاتية التجميع لا يتجاوز سمكها جزيئًا واحدًا. وترتبط هذه الطبقة كيميائيًا بالسطح، مما يخلق محاذاة مثالية لمستويات الطاقة عند السطح البيني. تسمح هذه الآلية الفريدة للجهاز باستخلاص الشحنات الكهربائية بكفاءة عالية، وهو ما يعزز قدرته على توليد الطاقة، وفي الوقت نفسه تعمل على كبح ضوضاء الخلفية بفاعلية، الأمر الذي يرفع من حساسيته ككاشف للإشارات الضوئية الخافتة.
أداء متفوق وتطبيقات واعدة
أظهرت الاختبارات العملية التي أجريت تحت ظروف الإضاءة الداخلية النموذجية (1,000 لوكس) تفوقًا ملحوظًا لهذه التقنية، حيث حافظت الخلية على 87% من أدائها الأولي بعد 1,000 ساعة من التشغيل المستمر. كما تمتاز التقنية الجديدة بجدواها الاقتصادية، إذ تقدم نسبة تكلفة إلى أداء أفضل بنحو تسع مرات مقارنة بالمواد الحالية، مع إمكانية التوسع والتصنيع على نطاقات كبيرة دون خسارة كبيرة في الكفاءة. ويمهّد هذا التطور الطريق لتشغيل الأجهزة الداخلية ذاتيًا دون الحاجة لبطاريات، مثل المستشعرات الذكية في المباني، والأجهزة القابلة للارتداء، وشبكات إنترنت الأشياء (IoT)، وأنظمة المراقبة الصناعية، بفضل توافقها المحتمل مع الإلكترونيات المرنة والأنظمة القابلة للارتداء.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: interesting engineering
image created by Ai
