لا نبالغ حين نقول ان الصين ابهرت الجميع حول العالم بالفعل عقب اعلانها اختراع الواح شمسية جديدة تنتج مقدار هائل من الطاقة وبسعر ارخص، وذلك ما كان ينتظره مئات الملايين حول العالم.

وتستعمل خلايا البيروفسكايت الشمسية نوعًا خاصًا من المركبات لامتصاص الضوء وتتميز بكفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة وتأثيرها البيئي الضئيل، ويعمل العلماء في جميع أنحاء العالم على هذه التكنولوجيا لأكثر من عقد.

فريق العلماء استعمل بنية خلايا شمسية ذات طبقات لتحقيق معدلات تحويل أعلى للطاقة

وطوّر باحثون صينيون، من جامعة نانجينغ، نوعًا جديدًا من خلايا البيروفسكايت الشمسية، وهي نوع من أجهزة الأغشية الرقيقة التي تستعمل نوعًا خاصًا من المركبات لامتصاص الضوء.وتتميز هذه الخلايا بكفاءة أكبر، وبقدرتها على إنتاج كميات كبيرة من الكهرباء بنصف كلفة خلايا السيليكون التقليدية.

وسُمِّيت خلايا البيروفسكايت الشمسية باسْم معدن يتمتع بنوع معين من بنية الخلية البلورية، وفق ما نشرته صحيفة ساوث تشاينا مورنينغ بوست الصينية (scmp) في يونيو/حزيران الجاري.وتُعدّ خلايا البيروفسكايت الشمسية إحدى أكثر التقنيات الواعدة للحصول على طاقة شمسية فعالة وبأسعار معقولة، نظرًا لكفاءتها العالية وكلفتها المنخفضة وتأثيرها البيئي الضئيل، حسب تقرير اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

ارتفاع 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

يعمل 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.

نظرًا لأنها مصممة لتوليد الكهرباء في ظروف الإضاءة المنخفضة، يمكن استعمالها لشحن الهواتف أو أجهزة الحاسوب المحمولة.ووقّع الباحثون، هذا العام، اتفاقية مشروع صناعي مع حكومة مدينة تشانغشو في مقاطعة جيانغسو الصينية، وأنشؤوا خط إنتاج يهدف إلى تحقيق قدرة 150 ميغاواط بحلول سبتمبر/أيلول.

كفاءة الخلايا الشمسية

تمثّل كفاءة تحويل الجهد الكهربائي للخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري المهيمنة على السوق العالمية من 20-22%، وفقًا لما نشرته منصة الطاقة المتخصصة، في أبريل/نيسان الماضي.

وتأتي الخلايا الشمسية الترادفية التي تجمع بين خلايا السيليكون والبيروفسكايت بديلًا واعدًا للغاية وعالي الأداء وقابلًا التطبيق على نطاق واسع للخلايا الشمسية البلورية التقليدية.وتعدّ “كاوست” الطاقة من مجالات البحث الإستراتيجية، التي توليها أولوية قصوى لتطوير أبحاث الخلايا الشمسية من خلال مركزها للطاقة الشمسية الذي يضم مختبر الطاقة الكهروضوئية.ويعدّ الابتكار طفرة كبيرة في مجال الطاقة الشمسية في وقت تُقدِّر فيه التوقعات أن تبلغ حصة خلايا البيروفسكايت الشمسية والسيليكون الترادفية في السوق العالمية للخلايا الشمسية أكثر من 10 مليارات دولار بحلول عام 2032.”

مرتبط

المصدر: الميدان اليمني

كلمات دلالية: الصين الطاقة الشمسية الواح جديدة خلايا البيروفسكايت الشمسية خلایا البیروفسکایت الشمسیة الخلایا الشمسیة جامعة نانجینغ یونیو حزیران

إقرأ أيضاً:

رئيس الوزراء يراجع ترتيبات عقد مؤتمر مصر الدولى للطاقة ومبادرة تحويل السيارات للغاز

       التقى اليوم الدكتور مصطفى مدبولي، رئيس مجلس الوزراء، كلا من  أحمد كجوك، وزير المالية، والمهندس  كريم بدوي، وزير البترول والثروة المعدنية؛ وذلك في إطار مراجعة ومتابعة عدد من ملفات العمل المشتركة.

        وصرح المستشار محمد الحمصاني، المتحدث الرسميّ باسم رئاسة مجلس الوزراء، بأن الاجتماع تناول عددا من الموضوعات ومحاور العمل المشترك بين وزارتي المالية والبترول، ولا سيما ما يرتبط بترتيبات انعقاد الدورة الثامنة من مؤتمر ومعرض مصر الدولي للطاقة(EGYPES 2025 )، والذي من المقرر أن يقام تحت رعاية الرئيس عبد الفتاح السيسي، رئيس الجمهورية، خلال الفترة من 17 إلى 19 فبراير الجاري، والذي ينطلق تحت شعار "بناء مستقبل آمن ومستدام للطاقة".

     وفي هذا الإطار، أوضح المتحدث الرسمي أنه تم خلال اللقاء مناقشة التحضيرات والترتيبات التي تعدها وزارة البترول للتجهيز لأجندة المؤتمر وفعالياته، مشيرا في هذا السياق إلى أنه من المقرر أن يشهد المؤتمر حضور عدد كبير من قادة صناعة الطاقة في العالم، ورواد الصناعة، وعدد كبير من الشركات العالمية في هذا المجال؛ لمناقشة مستقبل أنظمة الطاقة، والتحديات التي تواجه هذه الصناعة، فضلا عن مناقشة سبل زيادة إنتاج البترول والغاز، واستخدام التكنولوجيات الحديثة في البحث والاستكشاف.


     وتم التأكيد، خلال اللقاء، أن وزارة البترول والثروة المعدنية تبذل جهودا كبيرة، وذلك بالتعاون مع الوزارات والجهات المعنية؛ من أجل العمل على نجاح النسخة الثامنة من مؤتمر ومعرض EGYPES 2025، وأن هناك اهتماما متزايدا من مختلف الشركات العاملة في مجالات الطاقة والصناعة المختلفة الراغبة في المشاركة بفعالياته والمعرض المصاحب له.


   كما أشار المتحدث الرسمي إلى أن اللقاء شهد مراجعة موقف سداد مستحقات الشركاء الأجانب، حيث تناول وزير البترول والثروة المعدنية مستجدات موقف السداد، مؤكدا حرص الوزارة على سداد مستحقات الشركاء الأجانب والتواصل معهم بصورة مستمرة لا سيما في ظل التحديات الحالية، بجانب الحرص على تعظيم الإنتاج المحلي؛ للمساهمة في خفض الفاتورة الاستيرادية من المنتجات البترولية، ومن ثم دعم الالتزام بسداد مستحقات شركاء الاستثمار.

     كما تناول اللقاء التجهيزات لإطلاق مبادرة تحويل السيارات للعمل بالغاز، حيث ستعمل المبادرة الجديدة على دعم المواطنين الراغبين في تحويل سياراتهم للعمل بالغاز، وسيتم الإعلان خلال الفترة المقبلة عن تفاصيل هذه المبادرة الجديدة، وآليات عملها وتفاصيلها التنفيذية، ومحفزاتها، وما يتعلق بإجراءات الفحص الفني والتحويل، والصيانة، وغيرها من الأمور ذات الصلة.

مقالات مشابهة

  • صناعة النواب: مبادرة تحويل السيارات للعمل بالغاز تدعم الصناعات المحلية
  • سكان غزة يستعينوا بالطاقة الشمسية لمواجهة أزمة شح الكهرباء بالقطاع المدمر
  • الزراعة: توجه لاستخدام الطاقة الشمسية بتشغيل منظومات الري في المناطق الصحراوية
  • رئيس الوزراء يراجع ترتيبات عقد مؤتمر مصر الدولى للطاقة ومبادرة تحويل السيارات للغاز
  • وزير الكهرباء يستعرض جهود تحسين كفاءة الطاقة الكهربائية
  • وزير الكهرباء يستعرض جهود تحسين كفاءة الطاقة الكهربائية خلال اجتماع مجلس الوزراء
  • مصرف الإسكان ووزارة الطاقة يناقشان قروض الطاقة الشمسية
  • استثمار في الطاقة الشمسية.. قرار عاجل بشأن عصابة الماليزيين لتوظيف الأموال
  • وزير الكهرباء: تأهيل 8 شركات متخصصة لتنفيذ مشاريع الطاقة الشمسية
  • الكهرباء تعلن تأهيل 8 شركات متخصصة بتنفيذ مشاريع الطاقة الشمسية في العراق