أدهشت الصين العالم بأسره بعد إعلانها عن اختراعها لوحات شمسية جديدة تنتج كمية هائلة من الطاقة بسعر أقل، وهو ما كان ينتظره الملايين حول العالم.
تستخدم خلايا البيروفسكايت الشمسية نوعًا خاصًا من المركبات لامتصاص الضوء، وتتميز بكفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة وتأثيرها البيئي الضئيل. وقد عمل العلماء في جميع أنحاء العالم على هذه التكنولوجيا لأكثر من عقد من الزمان.
قد استخدم الفريق العلمي بنية خلايا شمسية متعددة الطبقات لتحقيق معدلات تحويل أعلى للطاقة.
قام الباحثون الصينيون من جامعة نانجينغ بتطوير نوع جديد من خلايا البيروفسكايت الشمسية، وهي أجهزة أغشية رقيقة تستخدم نوعًا خاصًا من المركبات لامتصاص الضوء. تتميز هذه الخلايا بكفاءة أعلى وقدرتها على إنتاج كميات كبيرة من الكهرباء بنصف تكلفة خلايا السيليكون التقليدية.
تم تسمية خلايا البيروفسكايت الشمسية بهذا الاسم نسبةً إلى معدن يتمتع ببنية خلوية محددة، وفقًا لتقرير نشرته صحيفة ساوث تشاينا مورنينغ بوست الصينية في يونيو الماضي.
تعتبر خلايا البيروفسكايت الشمسية واحدة من أكثر التقنيات الواعدة للحصول على طاقة شمسية فعالة وبأسعار معقولة، نظرًا لكفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة وتأثيرها البيئي الضئيل، وفقًا لتقرير منصة الطاقة المتخصصة.
تم تحقيق زيادة في كفاءة تحويل الطاقة.
يعمل العلماء في جميع أنحاء العالم على تطوير تكنولوجيا خلايا البيروفسكايت الشمسية لأكثر من عقد، وفي غضون سنوات قليلة فقط، ارتفعت كفاءة تحويل الطاقة (بي سي إي) لخلايا البيروفسكايت من 3.8 إلى أكثر من 25%.
في أحدث تقدّم، استعمل فريق من جامعة نانجينغ الصينية، بقيادة البروفيسور تان هيرن، بنية خلايا شمسية ذات طبقات لتحقيق معدلات تحويل أعلى للطاقة، وكان الفريق يدرس هذه التكنولوجيا على نطاق واسع.
وقد حققت خلايا البيروفسكايت الشمسية ذات المساحة الصغيرة كفاءة تحويل بنسبة 28% في يونيو/حزيران الماضي، واعتُمِدَت لدى جداول كفاءة الخلايا الشمسية المعتمدة دوليًا، متجاوزةً خلايا السيليكون التقليدية لأول مرة.وقد تحسنت النتائج الأخيرة التي توصّلوا إليها، ونشرتها مجلة نيتشر، وخضعت لمراجعة الأقران، يوم الأحد الماضي 11 يونيو/حزيران، إذ بلغت كفاءة خلايا البيروفسكايت الشمسية 29%.
مزايا خلايا البيروفسكايت الشمسية
عمل فريق العلماء لدى جامعة نانجينغ الصينية على تطوير خلايا شمسية ذات طبقة عُليا تمتص أشعة الشمس قصيرة الموجة وطبقة سفلى تمتصّ الموجات الطويلة لتحسين الاستعمال العام للضوء.
وتربط طبقة وسطى هاتين الطبقتين، والمفتاح لتحسين الأداء هو تعزيز كفاءة تحويل الطاقة للطبقة السفلية وتطوير طبقة عالية الأداء لتوصيل الطبقتين العليا والسفلى، وفق المعلومات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.في الدراسة الأخيرة.
وذكر رئيس فريق الباحثين لدى جامعة نانجينغ الصينية، البروفيسور تان هيرن، أنه وجد طريقة لتحسين المواد للطبقة الرابطة لجعلها مناسبة للمعالجة منخفضة التكلفة على نطاق واسع.واستعمل الباحثون محلول التكييف الفراغي لتحسين كفاءة شريط البيروفسكايت في الطبقة السفلى عن طريق تقليل العيوب وتحسين قدرته على استخراج الإلكترونات.
قال أحد المراجعين لدى مجلة نيتشر: “تُظهر هذه الورقة البحثية نتيجة بنّاءة جدًا في هذا المجال من حيث إنها لا تُظهر فقط أداءً ممتازًا للطاقة الكهروضوئية على أفضل ترادف لجميع البيروفسكايت في العالم، بل تقدِّم أيضًا نهجًا جديدًا”
وتتمتع هذه الخلايا الشمسية بعمر افتراضي كافٍ، إذ أشار البروفيسور تان هيرن في البحث: “يحتفظ الجهاز بأكثر من 90% من أدائه الأوّلي بعد 600 ساعة من التشغيل المتواصل تحت إضاءة تحاكي أشعة الشمس”
في العام الماضي، أقرّت وزارة العلوم والتكنولوجيا الصينية عمل الفريق بصفته واحدًا من أفضل 10 تطورات علمية في الصين من قبل بسبب إمكانات التكنولوجيا في مجال الطاقة النظيفة، وفق ما نشرته صحيفة ساوث تشاينا مورنينغ بوست الصينية (scmp) في 18 يونيو/حزيران الجاري.
وفي مقابلة مع وسائل الإعلام الحكومية، قال تان: “المواد الخام لصنع خلايا البيروفسكايت رخيصة ووفيرة، ما يجعل تكاليف إنتاج هذه الخلايا واحدة من 20 خلايا السيليكون التقليدية، علاوة على ذلك، فهي أسهل في الإنتاج، ويمكن تصنيعها في مصنع واحد”.وأضاف: “حتى مع إضافة عناصر أخرى، فإن التكلفة الإجمالية للإنتاج هي -فقط- نصف تكلفة خلايا السيليكون التقليدية”.
بالإضافة إلى وظائفهم الأكاديمية، يشارك تان وفريقه في تسويق التكنولوجيا الخاصة بهم، وأنشؤوا شركة ناشئة تسمى رينشاين سولار Solar لتحقيق هذه الغاية.وقد صممت الشركة خلايا البيروفسكايت الشمسية لاستعمالها في بناء أسقف أو جدران، أو لتركيبها في السيارات الكهربائية لتحسين مداها
بناءً على قدرتها على توليد الكهرباء في ظروف الإضاءة المنخفضة، يمكن استخدام الخلايا الشمسية الجديدة لشحن الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. وقد وقع الباحثون اتفاقية مع حكومة مدينة تشانغشو في مقاطعة جيانغسو الصينية لإنشاء خط إنتاج يهدف إلى تحقيق قدرة 150 ميغاواط بحلول سبتمبر/أيلول.
تعتبر الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري المهيمنة على السوق العالمية من حيث كفاءة تحويل الجهد الكهربائي، حيث تتراوح بين 20-22%، وفقًا لمنصة الطاقة المتخصصة التي نشرت تقريرًا في أبريل/نيسان الماضي.
تعد الخلايا الشمسية الترادفية التي تجمع بين خلايا السيليكون والبيروفسكايت بديلًا واعدًا وعالي الأداء وقابلًا للتطبيق على نطاق واسع للخلايا الشمسية التقليدية. وتعتبر “كاوست” الطاقة أحد المجالات البحثية الاستراتيجية التي توليها أولوية قصوى لتطوير أبحاث الخلايا الشمسية من خلال مركزها للطاقة الشمسية ومختبر الطاقة الكهروضوئية.
يعتبر هذا الابتكار طفرة كبيرة في مجال الطاقة الشمسية، حيث يُقدر أنه سيساهم في تحقيق تقدم كبير في هذا المجال.
قد أدهشت الصين العالم بأسره بعد إعلانها عن اختراع خلايا شمسية جديدة تنتج كمية كبيرة من الطاقة بسعر أقل، وهو ما كان ينتظره الملايين حول العالم.
تستخدم خلايا البيروفسكايت الشمسية نوعًا خاصًا من المركبات لامتصاص الضوء، وتتميز بكفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة وتأثيرها البيئي الضئيل. ويعمل العلماء في جميع أنحاء العالم على تطوير هذه التكنولوجيا لأكثر من عقد.
قام فريق العلماء بتطوير بنية خلايا شمسية ذات طبقات لتحقيق معدلات تحويل أعلى للطاقة.
تم تطوير نوع جديد من خلايا البيروفسكايت الشمسية من قبل باحثين صينيين في جامعة نانجينغ. تعتبر خلايا البيروفسكايت الشمسية نوعًا من أجهزة الأغشية الرقيقة التي تستخدم مركبات خاصة لامتصاص الضوء. تتميز هذه الخلايا بكفاءة أعلى وقدرتها على إنتاج كميات كبيرة من الكهرباء بتكلفة أقل من خلايا السيليكون التقليدية.
تم اطلاق اسم خلايا البيروفسكايت الشمسية على هذا النوع من الخلايا بناءً على اسم معدن يتمتع بنوع معين من بنية الخلية البلورية. وفقًا لتقرير نشرته صحيفة ساوث تشاينا مورنينغ بوست الصينية في يونيو/حزيران الجاري.
تعد خلايا البيروفسكايت الشمسية واحدة من التقنيات الواعدة للحصول على طاقة شمسية فعالة وبأسعار معقولة، نظرًا لكفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة وتأثيرها البيئي الضئيل، وفقًا لتقرير منصة الطاقة المتخصصة.
يعمل العلماء في جميع أنحاء العالم على تطوير تكنولوجيا خلايا البيروفسكايت الشمسية منذ أكثر من عقد. وفي غضون سنوات قليلة فقط، ارتفعت كفاءة تحويل الطاقة لخلايا البيروفسكايت من 3.8 إلى أكثر.
في أحدث تقدم، استخدم فريق من جامعة نانجينغ الصينية بنية خلايا شمسية ذات طبقات لتحقيق معدلات تحويل أعلى للطاقة. وقد قام الفريق بدراسة هذه التكنولوجيا على نطاق واسع.
حققت خلايا البيروفسكايت الشمسية ذات المساحة الصغيرة كفاءة تحويل تبلغ 28% في يونيو/حزيران الماضي، وتم اعتمادها في جداول كفاءة الخلايا الشمسية المعترف بها عالميًا، وتجاوزت خلايا السيليكون التقليدية لأول مرة. وقد تحسنت النتائج الأخيرة التي تم نشرها في مجلة نيتشر وخضعت لمراجعة الأقران، حيث بلغت كفاءة خلايا البيروفسكايت الشمسية 29%.
تتميز خلايا البيروفسكايت الشمسية بعدة مزايا، بما في ذلك كفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة وتأثيرها البيئي الضئيل.
فريق العلماء في جامعة نانجينغ الصينية يعمل على تطوير خلايا شمسية مبتكرة تمتص أشعة الشمس بشكل أفضل لتحسين استعمال الضوء. تتكون هذه الخلايا من طبقة عُليا تمتص الأشعة القصيرة وطبقة سفلى تمتص الأشعة الطويلة. الطبقة الوسطى تربط هاتين الطبقتين وتعزز كفاءة تحويل الطاقة في الطبقة السفلية. الهدف هو تطوير طبقة عالية الأداء لتحسين توصيل الطبقتين العُليا والسفلى.
رئيس فريق الباحثين في جامعة نانجينغ، البروفيسور تان هيرن، يقول إنهم وجدوا طريقة لتحسين المواد في الطبقة الرابطة بحيث تكون منخفضة التكلفة ومناسبة للمعالجة على نطاق واسع. استخدم الباحثون محلول التكييف الفراغي لتحسين كفاءة شريط البيروفسكايت في الطبقة السفلية عن طريق تقليل العيوب وتحسين قدرته على استخراج الإلكترونات.
تعتبر هذه الخلايا الشمسية طريقة مبتكرة وفعالة لتحويل الطاقة الشمسية. وفقًا لأحد المراجعين في مجلة نيتشر، تُظهر هذه الخلايا أداءً ممتازًا للطاقة الكهروضوئية وتقدم نهجًا جديدًا في هذا المجال.
تتميز هذه الخلايا الشمسية بعمر افتراضي طويل، حيث تحتفظ بأكثر من 90% من أدائها الأولي بعد 600 ساعة من التشغيل المستمر تحت إضاءة تحاكي أشعة الشمس.
في العام الماضي، اعتُبِرَ عمل هذا الفريق واحدًا من أفضل 10 تطورات علمية في الصين، وذلك بسبب إمكانات التكنولوجيا في مجال الطاقة النظيفة.
في مقابلة مع وسائل الإعلام الحكومية، صرح تان قائلاً: “تعتبر مواد صنع خلايا البيروفسكايت رخيصة ومتوفرة بكميات كبيرة، مما يجعل تكاليف إنتاج هذه الخلايا أقل بكثير من تكاليف إنتاج خلايا السيليكون التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، فإنها أسهل في الإنتاج ويمكن تصنيعها في مصنع واحد فقط”. وأضاف: “حتى مع إضافة المزيد من العناصر، فإن التكلفة الإجمالية للإنتاج لا تتجاوز نصف تكلفة خلايا السيليكون التقليدية”.
بالإضافة إلى أدوارهم الأكاديمية، يعمل تان وفريقه على تسويق تكنولوجيتهم، وقد أسسوا شركة ناشئة تدعى رينشاين سولار لتحقيق هذا الهدف. صممت الشركة خلايا البيروفسكايت الشمسية للاستخدام في بناء الأسقف والجدران، ويمكن تركيبها أيضًا في السيارات الكهربائية لتحسين مداها.
نظرًا لقدرتها على توليد الكهرباء في ظروف الإضاءة المنخفضة، يمكن استخدامها لشحن الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. وقد وقع الباحثون هذا العام اتفاقية مشروع صناعي مع حكومة مدينة تشانغشو في مقاطعة جيانغسو الصينية، وأنشأوا خط إنتاج يهدف إلى تحقيق قدرة 150 ميغاواط بحلول سبتمبر/أيلول.
تعتبر كفاءة تحويل الجهد الكهربائي للخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري المهيمنة على السوق العالمية من 20 إلى 22٪، وفقًا لتقرير منصة الطاقة المتخصصة في أبريل/نيسان الماضي. تعتبر الخلايا الشمسية الترادفية التي تجمع بين خلايا السيليكون والبيروفسكايت بديلاً واعدًا وعالي الأداء يمكن تطبيقه على نطاق واسع للخلايا الشمسية البلورية التقليدية. تعتبر “كاوست” الطاقة من بين مجالات البحث الاستراتيجية التي توليها أهمية كبيرة لتطوير أبحاث الخلايا الشمسية من خلال مركزها للطاقة الشمسية، والذي يضم مختبر الطاقة الكهروضوئية.
تعد الابتكارات في مجال الطاقة الشمسية طفرة كبيرة، ومن المتوقع أن تشهد حصة خلايا البيروفسكايت الشمسية والسيليكون الترادفية نموًا كبيرًا في السوق العالمية للخلايا الشمسية، حيث يتوقع أن تصل إلى أكثر من 10 مليارات دولار بحلول عام 2032.
