- إنضم
- 17/9/22
- المشاركات
- 6,739
- التفاعلات
- 15,013
إن البحث في مادة البيروفسكايت "المعجزة" في العقد الماضي يؤتي ثماره الآن مع تجاوز المزيد من المختبرات حاجز 30 في المائة للخلايا الشمسية.
الباحثون الذين يعملون على الألواح الشمسية في جميع أنحاء العالم الآن يخرقون باستمرار علامة تحويل الطاقة بنسبة 30 في المائة ، والتي كانت تعتبر ذات يوم عتبة مهمة للتكنولوجيا.
هذا الأسبوع وحده ، نشرت مجموعتان بحثيتان نتائج تظهر كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 32.5 في المائة و 31.25 في المائة ، على التوالي ، عند استخدام الخلايا الترادفية.
أبلغت LONGi ، الشركة المصنعة للخلايا الشمسية ومقرها الصين ، عن كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 33.5 في المائة الشهر الماضي.
من المتوقع أن يؤدي هذا التقدم الكبير في التكنولوجيا إلى جعل الطاقة الخضراء ميسورة التكلفة في المستقبل القريب.
تعتبر الطاقة الشمسية بالفعل طريقة فعالة من حيث التكلفة لتسخير الطاقة المتجددة ويتم نشرها عبر أجزاء كبيرة من الكوكب في محاولة للابتعاد عن الوقود الأحفوري.
تشترك دول مثل الصين أيضًا في تبني التكنولوجيا مع مناهج الطاقة المتجددة الأخرى ، مثل الطاقة الكهرومائية للتغلب على قضايا التقطع.
في وقت سابق من هذا العام ، اضطرت شركة مرافق تشيكية إلى فصل الألواح الشمسية في مزرعتها للطاقة بعد أن أنتجت الألواح طاقة أكثر مما تستطيع الشبكة تحمله.
ومع ذلك ، يمكن للألواح الشمسية التقليدية تحويل أقل من ثلث الضوء الساقط (الضوء الذي يسقط على اللوحة) إلى طاقة ، ويعمل العلماء على تحسين هذه الأرقام.
عبور حاجز 30 بالمائة
تم بناء الألواح الشمسية التقليدية باستخدام الخلايا القائمة على السيليكون ، بحد أقصى نظريًا يبلغ 29 بالمائة لكفاءة تحويل الطاقة.
ومع ذلك ، قام الباحثون بتجربة مواد مختلفة للتغلب على هذا الحد ووجدوا بعض النجاح مع البيروفسكايت.
مثل السيليكون ، فإن البيروفسكايت هي أيضًا مواد شبه موصلة ولكنها تستطيع امتصاص الضوء الأزرق من الطيف المرئي وتحويله إلى طاقة كهربائية.
من ناحية أخرى ، يمتص السيليكون الضوء الأحمر. باستخدام هاتين المادتين جنبًا إلى جنب ، من الممكن زيادة إجمالي الضوء الذي تمتصه اللوحة وعبور حاجز تحويل الطاقة بنسبة 30 بالمائة.
يوضع البيروفسكايت عادة فوق طبقة السيليكون ، ويشار إلى هذه الأنواع من الخلايا الشمسية باسم بيروفسكايت-سيليكون ، أو ببساطة "الخلايا الترادفية".
ذكرت هندسة مثيرة للاهتمام سابقًا كيف تمكن الباحثون من كسر عتبات تحويل الطاقة باستخدام الخلايا الشمسية الترادفية.
بينما كانت هذه هي المحاولات القليلة الأولى في هذا الاتجاه ، فقد أصبحت الآن منتظمة في الدوائر البحثية.
تتمتع الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون فقط بكفاءة تحويل للطاقة تبلغ 27 بالمائة في ظروف المختبر ، والتي تنخفض إلى 24.5 بالمائة في إعدادات العالم الحقيقي.
في مواقف الحياة الواقعية ، يمكن للخلايا الشمسية الترادفية أيضًا تحويل كميات أصغر من الطاقة العارضة. ومع ذلك ، فإنها ستظل أعلى من تلك الموجودة في خلايا السيليكون فقط.
القياس يهم
تتسابق صناعة الطاقة الشمسية لتبني الخلايا الترادفية في دورات إنتاجها. ومع ذلك ، فإن عنق الزجاجة هو الحجم الصغير للخلايا الترادفية ، التي يبلغ حجمها عادةً 1 سم × 1 سم (0.39 × 0.39 بوصة) ، بينما يبلغ حجم خلايا السيليكون الموجودة على الألواح الشمسية التجارية 15 سم × 15 سم (5.9 بوصة × 5.9 بوصة).
من المرجح أن يؤدي توسيع الحجم إلى جعل إنتاج الخلايا الترادفية أكثر تكلفة بكثير من خلايا السيليكون فقط.
ومع ذلك ، يعتقد الخبراء أن هذه التكاليف المرتفعة سيتم تعويضها من خلال زيادة إنتاج الطاقة من الخلايا ، مما سيقلل بشكل أكبر من تكاليف توليد الطاقة الشمسية.
