سولارابيك، كوريا الجنوبية– 14 ديسمبر 2025: كشف فريق بحثي من كوريا الجنوبية عن تطوير تقنية طلاء متقدمة تعتمد على “أوكسيد الزنك المشاب بالألمنيوم” (AZO)، مخصصة لزجاج الكوارتز المستخدم في تغليف ألواح الطاقة الشمسية الفضائية، مما يوفر حماية فائقة ضد الإشعاع الإلكتروني تفوق تلك التي يوفرها زجاج الكوارتز غير المطلي. وأثبتت الدراسة التي قادها معهد التكنولوجيا الإلكترونية الكوري (KETI) بمشاركة باحثين من المركز الكوري المتقدم للتصنيع النانوي (KANC، أن زجاج الكوارتز المعالج بفيلم من أوكسيد الزنك المشاب بالألمنيوم والمُلدن حرارياً، يمثل حلاً فعالاً لحماية الخلايا من الفئة (III-V) المستخدمة في الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية، متجاوزاً بذلك الحلول التقليدية.
تعزيز التبلور وكفاءة الحجب الإشعاعي
وقع اختيار الباحثين على طلاء الأوكسيد الناقل الشفاف (TCO) ليكون بديلاً لزجاج الغطاء التقليدي المشاب بالسيريوم، إذ اعتمدوا مادة (AZO) كنموذج لهذا الطلاء نظراً لقدرتها المزدوجة؛ فمن ناحية، تعمل على حجب الإشعاع، ومن ناحية أخرى، تساهم في تخفيف تراكم الشحنات الفضائية التي تولد مجالات كهربائية محلية، مما يقلل من مخاطر التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) عبر تبديد الشحنات بكفاءة. ولتحقيق أفضل النتائج، اختبر الفريق طريقتين للمعالجة اللاحقة لفيلم (AZO)، وهما المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية والتلدين الحراري، وذلك عبر مقارنة أداء أربع عينات شملت الكوارتز الخام، و(AZO) بوضعه الأولي، والمعالج بالأشعة، والملدن حرارياً.
أظهرت الاختبارات المكثفة أن التلدين الحراري كان الأكثر فاعلية في إزالة المركبات العضوية والمذيبات المتبقية، بالإضافة إلى قدرته العالية على تحفيز تبلور الغشاء الرقيق الذي كان غير متبلور في بدايته. وفي حين أُخضعت العينات لإشعاع إلكتروني بطاقة 1.2 ميجا إلكترون فولت (MeV) أثبت الزجاج المطلي بـ (AZO) والملدن حرارياً تفوقاً واضحاً في أداء الحجب الإشعاعي مقارنة بالزجاج الخام، مما يؤكد تصريح “يونغ هوان لي”، المؤلف المراسل للبحث، بأن تصميم خصائص الفيلم عبر المعالجة اللاحقة يعزز المتانة التشغيلية للوحدات الفضائية.
مقاومة التدهور وقابلية التصنيع التجاري
انتقل الباحثون لاختبار الطلاء عملياً على ألواح كبيرة بمساحة 30 سم² تعتمد على تكنولوجيا خلايا (4G32C III-V)، حيث كشفت النتائج عن استقرار لافت في الأداء؛ إذ سجلت الألواح المطلية بـ (AZO) تراجعاً طفيفاً في كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 2.37% فقط بعد التعرض لحزمة الإشعاع الإلكتروني، في حين أن الألواح المغلفة بزجاج الكوارتز العادي عانت من انخفاض أكبر في الكفاءة بنسبة بلغت 4.18%. وتؤكد هذه الأرقام أن الطلاء الجديد يعمل كطبقة حماية موثوقة تضمن استقرار التشغيل على المدى الطويل في البيئة الفضائية القاسية.
وفي سياق متصل بقابلية التصنيع، أوضح “لي” أن أفلام (AZO) تم ترسيبها باستخدام تقنية الطلاء بالرش، وهي طريقة تتوافق جوهرياً مع المعالجة للمساحات الكبيرة، حيث تم إثبات تجانس الطلاء على ركائز تتجاوز أبعادها 30 سم × 30 سم، مما يجعلها جاهزة لخطوط الإنتاج الضخم. كما أنه، وبالإضافة إلى هذه النتائج، تعمل المجموعة البحثية حالياً على تطوير الجيل القادم من الألواح الفضائية لجعلها أخف وزناً لتقليل تكاليف الإطلاق، وأكثر مرونة وقابلية للنشر لتقليص الحجم، مستفيدين من أبحاثهم المستمرة في الطلاءات المقاومة للإشعاع والتغليف خفيف الوزن.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: rsc
