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:
وزارة الإنتاج الحربي تشارك بمعرض الطاقة الشمسية والتخزين لايف مصر2025
أعلنت وزارة الإنتاج الحربي مشاركة شركاتها في معرض SOLAR&STORAGE LIVE EGYPT 2025، والمقرر إقامته خلال الفترة من 29 إلى 30 من شهر إبريل الجاري، بمركز مصر للمعارض الدولية في التجمع الخامس.
وذلك تنفيذاً لتوجيهات المهندس محمد صلاح الدين، وزير الدولة للإنتاج الحربي، بضرورة الحرص على قيام الجهات التابعة للوزارة بالمشاركة في مختلف المعارض المحلية والدولية في مجال عملها بما يسهم في تحقيق قيمة مضافة للاقتصاد القومي.
وأكد محمد صقر المستشار الإعلامي والمتحدث الرسمي للوزارة، أن الهدف من مشاركة الوزارة في معرض SOLAR&STORAGE LIVE هو عرض أحدث ما توصلت إليه شركات الإنتاج الحربي من تكنولوجيات التصنيع الحديثة والتقنيات والحلول في مجال الطاقة الشمسية وتخزينها، كما تسعى الوزارة إلى تعزيز التعاون بين مختلف الجهات ؛ مما يسهم في توطين استراتيجيات جديدة لمواجهة التحديات الطاقة الجديدة والمتجددة، بالإضافة إلى أن المعرض يعتبر منصة لتبادل الخبرات و الفرص الاستثمارية، مما يسهم في تحقيق الأهداف الوطنية للطاقة المستدامة.
و أضاف المتحدث الرسمي للوزارة أن العديد من شركات الإنتاج الحربي والتي تقوم بإنتاج المنتجات الخاصة بالطاقة الشمسية ستشارك بالمعرض، وهي [شبرا للصناعات الهندسية (مصنع 27 الحربي)، حلوان للصناعات غير الحديدية (مصنع 63 الحربي) ، بنها للصناعات الإلكترونية (مصنع 144 الحربي)، قها للصناعات الكيماوية (مصنع 270 الحربي)]، مشيرا إلى أن الشركات ستقوم بعرض العديد من منتجات الطاقة و منها [محركات هيكلية (1/3 حصان – محرك قوة) –دويتس FL511 –كراسي المحاور و الجلب لأغلب أنواع محركات السيارات -كابلات هوائية – كابلات معزولة – مقاطع نحاس – مقاطع ألومنيوم– مكبوسات – رقائق ألومنيوم – لفات نحاس – ألواح طاقة شمسية قدرات 550وات – ألواح طاقة شمسية قدرات 620 وات –البطاريات –الطلمبات – مياه ردياتيرات ].
معرض SOLAR&STORAGE LIVE EGYPT 2025الجدير بالذكر أن معرض SOLAR&STORAGE LIVE EGYPT 2025 يعد حدثاً رائداً في مجال الطاقة ، كما أن المعرض يستقطب مصنعي و موردي الطاقة من جميع أنحاء العالم لعرض التقنيات الجديدة و الحلول المبتكرة التي تغطي قطاع الطاقة بأكمله، بدءاً من مولدات وأنظمة تخزين الطاقة إلى الكابلات ذات الجهد العالي والمنخفض إلى نقل الطاقة وتوزيعها، و هو ما يعكس اهتمام وزارة الإنتاج الحربي بهذه المجالات للمساهمة في تسريع مبادرات و جهود التحول إلى أنظمة طاقة نظيفة و أكثر أمان و كفاءة.
وتدعو وزارة الإنتاج الحربي جميع المعنيين بما في ذلك الشركات و المستثمرين والباحثين من أنحاء العالم و المبتكرين لحلول تسهيل انتقال الطاقة؛ لزيارة جناح الإنتاج الحربي بالمعرض، حيث أنها تعد فرصة للاطلاع على المنتجات المختلفة لشركات الإنتاج الحربي في مجال الطاقة الشمسية.
«الأرصاد» يحذر من ارتفاع في درجات الحرارة الفترة المقبلة