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
ساعتين مضت
6 ساعات مضت
7 ساعات مضت
. تعلن رابط التسجيل في شقق الاسكان الاجتماعي 2024
8 ساعات مضت
8 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).
نظرًا 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:
تأثير الغطس في الماء البارد على خلايا الجسم
كندا – أظهرت دراسة جديدة أجراها علماء في جامعة أوتاوا الكندية أن الغطس في الماء البارد يمكن أن يحسن صحة الخلايا ويبطئ شيخوخة الجسم.
وبينت الدراسة التي أجريت على شباب أصحاء أن الغطس في أحواض الماء البارد يعزز عملية “الالتهام الذاتي” أو بالأحرى إعادة تدوير الخلايا للحفاظ على صحتها، والتخلص من الخلايا التالفة.
وقد مارس 10 شبان الغطس في الماء البارد بدرجة 14 درجة مئوية فوق الصفر يوميا لمدة ساعة على مدار أسبوع. وأُخذت عينات دم قبل وبعد التجربة.
وأظهرت النتائج أنه بعد التعرض للبرد الشديد حدث خلل مؤقت في عملية الالتهام الذاتي، لكن مع الاستمرار في التعرض للبرد خلال الأسبوع، زاد نشاط هذه العملية وانخفضت مؤشرات تلف الخلايا.
وقالت كيللي كينغ المؤلفة الرئيسية للدراسة إن ذلك يشير إلى أن التأقلم مع البرد يمكن أن يساعد الجسم على التعامل بكفاءة مع الظروف البيئية القاسية. لقد اندهشنا من سرعة تكيف الجسم. ويمكن أن يساعد التعرض للبرد في الوقاية من الأمراض، وربما حتى إبطاء الشيخوخة على المستوى الخلوي.”
يذكر أن الغوص في الماء البارد أصبح ظاهرة شائعة في كندا، وتقدم هذه الدراسة دليلا علميا على فوائده. وإن النشاط الصحي للالتهام الذاتي لا يطيل عمر الخلايا فحسب، بل وقد يقي من أمراض مختلفة.
وأكدت الأستاذة كيللي أن “هذا البحث يسلط الضوء على أهمية برامج التأقلم لتحسين صحة الإنسان، خاصة في البيئات ذات درجات الحرارة القصوى.”
لكن الباحثين الآخرين أوضحوا أن النتائج تنطبق على الرجال الشباب الأصحاء فقط، وأن هناك حاجة لمزيد من الدراسات لتأكيد فعاليتها على فئات أخرى.
نُشرت الدراسة في مجلة Advanced Biology العلمية.
المصدر: Naukatv.ru
وزير الإسكان يتابع موقف تنفيذ المشروعات التنموية بالعلمين الجديدة والساحل الشمالى الغربي