علماء يبتكرون مادة جديدة لامتصاص الضوء لتحويل الأشياء اليومية لألواح شمسية

ابتكر علماء من قسم الفيزياء بجامعة أكسفورد طبقة رقيقة جدًا من المواد التي يمكن تطبيقها على السطح الخارجي للأشياء التي يمكنها الوصول إلى ضوء الشمس بدلاً من الألواح الشمسية الضخمة القائمة على السيليكون، وربما يكون علماء الجامعة قد نجحوا في حل واحدة من أكبر العوائق أمام توسيع نطاق الوصول إلى الطاقة الشمسية.

ويتم تصنيع الفيلم الرقيق والمرن للغاية عن طريق تكديس طبقات من طبقات البيروفسكايت الممتصة للضوء والتي يزيد سمكها عن ميكرون واحد، كما أن المواد الجديدة أرق 150 مرة من رقاقة السيليكون التقليدية، ويمكن أن تنتج كفاءة في استخدام الطاقة بنسبة 5% أكثر من الخلايا الكهروضوئية التقليدية المصنوعة من السيليكون أحادي الطبقة، وفقًا لبيان صادر عن جامعة أكسفورد.

ويقول الدكتور شويفنج هو، زميل ما بعد الدكتوراه في قسم الفيزياء بجامعة أكسفورد، إنه يعتقد أن “هذا النهج يمكن أن يمكّن الأجهزة الكهروضوئية من تحقيق كفاءات أكبر بكثير، تتجاوز 45 %.

هذا النهج الجديد لتكنولوجيا الطاقة الشمسية يمكن أن يقلل أيضًا من تكلفة الطاقة الشمسية، نظرًا لنحافتها ومرونتها، يمكن تطبيقها على أي سطح تقريبًا ، وهذا يقلل من تكلفة البناء والتركيب ويمكن أن يزيد عدد مزارع الطاقة الشمسية التي تنتج طاقة أكثر استدامة.

ومع ذلك، لا تزال هذه التكنولوجيا في مرحلة البحث ولم تذكر الجامعة الاستقرار طويل المدى لألواح البيروفسكايت المصممة حديثًا، ويعد الانتقال من 6 إلى 27 % من كفاءة الطاقة الشمسية خلال خمس سنوات إنجازًا مثيرًا للإعجاب، لكن الاستقرار كان دائمًا محدودًا مقارنة بالتكنولوجيا الكهروضوئية، وفقًا لوزارة الطاقة الأمريكية.

وأشارت دراسة أجريت عام 2016 في المجلة العلمية “مواد الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية” أيضًا إلى أن البيروفسكايت يمكن أن يوفر “توليد طاقة فعال ومنخفض التكلفة” ولكنه يتميز أيضًا “بضعف الاستقرار” بسبب حساسيته للرطوبة.

وأصبحت الطاقة الشمسية أيضًا خيارًا أرخص للطاقة خلال العقد الماضي ، وانخفضت تكلفة تكنولوجيا الطاقة الشمسية الكهروضوئية بنسبة 90% في السنوات العشر الماضية، وفقًا لمختبر بيانات التغير العالمي.

وتظهر مزارع الطاقة الشمسية الجديدة في جميع أنحاء العالم، وأعلنت وزارة الطاقة الأمريكية في وقت سابق من هذا الشهر عن تحويل قطعة أرض مساحتها 8000 فدان كانت تضم في السابق أجزاء من برنامج الأسلحة النووية المعروف باسم مشروع مانهاتن، إلى مزرعة للطاقة الشمسية ، وفي الشهر الماضي، استثمرت جوجل في شركة تايوانية للطاقة الشمسية لبناء خط أنابيب بقدرة 1 جيجاوات في المنطقة.