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:
الأنبار تعلن عن تصنيع جهاز لتحلية وتنقية المياه يعمل على الطاقة الشمسية
أعلنت محافظة الأنبار، اليوم الثلاثاء، عن تصنيع جهاز لتنقية وتحلية المياه بالتقطير يعتمد على الطاقة الشمسية، مبينة أن الجهاز مكون من مواد محلية منخفضة الكلفة.
وقال مدير مركز تنمية حوض أعالي الفرات في جامعة الأنبار عمار حاتم كامل في حديث صحفي اطلعت عليه “تقدم” إن “فريقاً بحثياً من المحطة الطرفية لمركز تنمية حوض أعالي الفرات في جامعة الأنبار بقضاء حديثة نجح في تصنيع مقطر شمسي لتحلية وتنقية المياه”، مبيناً أنه “تم استخدام مواد محلية منخفضة الكلفة في تصنيع هذا المقطر ليكون في متناول يد المزارعين والمستخدمين الآخرين للحصول على مياه نقية خصوصا من المياه الجوفية ذات النسب العالية من الكبريت والأملاح في ظل ظروف الشح المائية”.
وأضاف أن “الجهاز ممكن أن يقلل الهدر الكبير في المياه لأغراض التصفية ويخلص المياه من الأملاح والكبريت المذاب للحصول على مياه عالية النقاوة مع التخلص من الرواسب وإمكانية الحصول على كميات من الكبريت الممكن استخدامه كسماد زراعي”.
وتابع أنه “تم تطبيق النموذج على عينات من مياه عيون حجلان الكبريتية وكانت النتائج مشجعة للغاية حيث تم الحصول على (5.5) لترات من المياه النقية من عينة مياه بحجم (35) لتراً خلال ثماني ساعات سطوع شمسي في شهر تشرين الأول مقارنة مع (3.5) لترات مياه نقية من عينة مياه بحجم (35) لتراً خلال ثماني ساعات سطوع شمسي في شهر كانون الأول”.
وأشار إلى أن “النتائج تعتبر جيدة جداً ومشجعة للبدء بالمرحلة الثانية للتطوير وزيادة كفاءة الجهاز بانتظار موافقة مجلس إدارة المركز على المشروع”، لافتاً إلى أن “الفريق البحثي ضم كلاً من المهندس جمعة محمد أحمد مسؤول المحطة والمهندس غزوان عادل عبدالواحد والمهندس أحمد عمر عبدالباقي والمدرس المساعد بلال مؤيد عبدالرحيم”.
ولفت إلى أن “هذا الإنجاز يأتي ضمن توجهات مركز تنمية حوض أعالي الفرات وجامعة الأنبار لتحقيق أهداف التنمية المستدامة ورؤية 2030”.
السيسي ورئيس المجلس الأوروبي يؤكدان وحدة وسلامة واستقرار لبنان وليبيا والسودان والصومال