سابقة عالمية.. خلايا شمسية تعزّز كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 60%
تاريخ النشر: 27th, October 2024 GMT
مقالات مشابهة تسرب الهيدروجين من المنشآت الصناعية قد يحوله إلى “عبء” مناخي
ساعة واحدة مضت
أول بئر نفط في العالم.. قصة أضاءت “أرض النار” وعرضتها هوليوود (صور وفيديو)ساعتين مضت
“اضبط ترددها الآن”.. تردد قنوات ssc المجانية الرياضية على القمر الصناعي نايل سات 20246 ساعات مضت
سعر طن الحديد اليوم حديد عز يعاود الارتفاع بسوق مواد البناء7 ساعات مضت
وزارة الإسكان.. تعلن رابط التسجيل في شقق الاسكان الاجتماعي 2024
8 ساعات مضت
رابط استمارة التسجيل في ملف قفة رمضان 2025 الجزائر interieur.gov.dz للحصول على مساعدات مالية8 ساعات مضت
توصل فريق من الباحثين إلى خلايا شمسية يُمكنها أن توفّر كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 60%، وفق معلومات القطاع لدى منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).
وفي سابقة عالمية، صنع باحثون في جامعة كومبلوتنسي بمدريد في إسبانيا، خلية شمسية متوسطة النطاق (IB) باستعمال فوسفيد الغاليوم والتيتانيوم.
وأفاد الباحثون بأنه يُمكن للخلايا الشمسية تقديم هذا الأداء عند طول موجيّ 550 نانومترًا وما فوق.
ونشروا خلايا شمسية يُمكنها تحويل ضوء الشمس إلى تيار كهربائي، إلا أن الخلية الشمسية القائمة على السيليكون لا يمكنها تسخير سوى جزء من ضوء الشمس الساقط عليها، وإطلاق الباقي على شكل حرارة.
قدرات الخلايا الشمسيةيعمل خافيير أوليا أريزا وفريقه من الباحثين في جامعة كومبلوتنسي بمدريد منذ أكثر من 15 عامًا مع فوسفيد الغاليوم والتيتانيوم، في محاولة لصنع خلية شمسية أكثر كفاءة.
ويُطلق على الحد الأقصى لكمية الطاقة التي يُمكن للخلية الشمسية تحويلها إلى كهرباء اسم شوكلي-كوايسر (Shockley Queisser).
ويعتمد حد شوكلي-كوايسر للخلية الشمسية على المادة المستعملة في تصنيعها؛ بالنسبة للسيليكون، تبلغ فجوة النطاق 1.3 إلكترون فولت، ويبلغ حد شوكلي-كوايسر 33.7%.
وهذا يعني فعليًا أنه في أفضل السيناريوهات، حتى الخلية الشمسية التي أنتِجت بأعلى جودة على الإطلاق لن تكون قادرة على تسخير 77.3% من ضوء الشمس الساقط عليها.
ولتلبية المتطلبات المتزايدة من الطاقة، يحتاج العالم إلى بناء المزيد من الألواح الشمسية وتغطية المزيد من الأماكن.
ومع ذلك، يُمكن أن يكون للخلية الشمسية المصنوعة من مادة مختلفة حد أعلى لـ”شوكلي-كوايسر”؛ ما يجعل توليد الكهرباء أكثر كفاءة، وفق تحديثات القطاع لدى منصة الطاقة المتخصصة، نقلًا عن منصة “إنترستينغ إنجينيرينغ” (Interesting Engineering).
خلايا شمسية – الصورة من منصة “وايرد”خلايا شمسية أفضلنظرًا إلى أن حد شوكلي-كوايسر يعتمد على فجوة النطاق لمادة الرقائق الإلكترونية، فقد اختار أريزا وفريقه فوسفيد الغاليوم الذي تبلغ فجوة نطاقه 2.26 إلكترون فولت.
ووفق المعلومات لدى منصة الطاقة المتخصصة، بنى الفريق خلية شمسية بحجم سنتيمتر مربع واحد مع فوسفيد الغاليوم: ممتص التيتانيوم لا يزيد سمكه على 50 نانومترًا وروابط معدنية باستعمال الذهب والغرمانيوم.
من خلال سلسلة من التجارب في قياسات النفاذية والانعكاس، وجد الفريق أن الخلية الشمسية لها نطاق عريض بسبب امتصاص الضوء المعزز عند الطول الموجي فوق 550 نانومترًا.
ويرجع هذا على الأرجح إلى استعمال التيتانيوم في الإعداد؛ إذ تبلغ الإمكانات النظرية للهيكل نحو 60%.
وعمل الفريق لأول مرة مع هذه المواد في عام 2009، لكن الأمر استغرق منهم 15 عامًا لبناء الأجهزة الأولى بها.
حتى في هذه المرحلة، ما تزال الخلايا الشمسية غير قريبة من النشر؛ إذ تُعد كفاءتها ضعيفة للغاية، وما يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به.
ويريد الفريق أولًا صنع نموذج أولي لخلية شمسية وإظهار كفاءة أعلى، كما يعتزمون حل المشكلات المتعلقة ببناء الخلايا الشمسية باستعمال طرق مختلفة لدمج التيتانيوم في المستقبل.
وكتب الباحثون: “قد يستغرق النشر التجاري لهذه التقنية وقتًا طويلًا، لكننا لم نعد مقيدين بإمكانات الخلايا الشمسية”.
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..
إشترك في النشرة البريدية ليصلك أهم أخبار الطاقة.Source link ذات صلة
المصدر: الميدان اليمني
كلمات دلالية: الخلایا الشمسیة خلایا شمسیة ساعات مضت
إقرأ أيضاً:
انخفاض قياسي في استهلاك الطاقة في ألمانيا
تشهد ألمانيا تراجعا في استهلاك الطاقة للعام الثاني على التوالي إلى أدنى مستوياته المسجلة، حيث تتسبب التحديات الاقتصادية المستمرة في أوروبا بتباطؤ أكبر اقتصاد في المنطقة، وفقا لما ذكرته مجموعة أبحاث "إيه جي إنيرغي بيلانتسن) ونقلته بلومبيرغ.
وذكرت مجموعة الأبحاث أن الانخفاض الكبير في إنتاج الصناعات التحويلية والتصنيعية خلال العام الجاري ساهم في تقليل استهلاك الطاقة، حتى مع وجود زيادة طفيفة في الطلب مؤخرا.
ويُتوقع أن يشهد استهلاك الطاقة انخفاضا بنسبة 1.7% ليصل إلى 10 آلاف و453 بيتاغول (2904 تيراوات ساعة) في عام 2024، وذلك بعد أن تراجع إلى مستوى قياسي منخفض في العام السابق.
استقرار اقتصادي ضعيفورغم أن ألمانيا تجنبت الركود الفني (ربعان متتاليان من الانكماش) في الربع الثالث من العام مع تحقيق نمو طفيف غير متوقع، فإن الاقتصاد لا يزال يعاني من الركود بسبب تراجع النشاط الصناعي وارتفاع المشاكل في صناعة السيارات وفق بلومبيرغ.
ويبدو أن تحول ألمانيا نحو الطاقة المتجددة أصبح أكثر وضوحا هذا العام، حيث انخفض استهلاك الفحم والفحم البني بنسبة 15% في الأشهر التسعة الأولى من 2024، بينما ارتفع استهلاك الطاقة المتجددة والغاز الطبيعي بنسبة 3% تقريبا لكل منهما.
وتشير بلومبيرغ إلى أن الاعتماد المتزايد على الطاقات المتجددة وشراء الكهرباء من الدول المجاورة ساهم في خفض استهلاك الفحم لتوليد الطاقة بنسبة 39%.