خلايا شمسية من مواد عضوية لحل مشكلة الأحمال الزائدة بالكهرباء

توصل فريق من الباحثين المصريين بعلوم عين شمس لتصنيع خلايا شمسية من مركبات عضوية تمتاز بجودتها العالية ومرونتها وانخفاض تكلفتها مع مزايا أخرى عديدة.
يقول د. محمود النحاس أستاذ الفيزياء التجريبية المتفرغ بكلية التربية جامعة عين شمس، إنه للمرة الأولى فى مصر يتم تصنيع الخلايا الشمسية عن طريق تقنية الأغشية الرقيقة المستخلصة من المواد العضوية، حيث يسهم استخدام المواد العضوية فى توفير مميزات عديدة فى التصنيع من حيث المرونة وسهولة الاستخدام، فضلا عن الوفر المادى الكبير.
ويوضح أن كافة الخلايا الشمسية المستخدمة فى مصر يتم استيرادها من الخارج وتصنع من مواد غير عضوية حيث تبلغ أقصى كفاءة لها عند الاستخدام حوالى 14%، بينما تقوم جامعة عين شمس حاليا بتصنيع الخلايا الشمسية معمليا من مواد عضوية مستحدثة وبكفاءة استخدام تصل ل 10 %، لافتا إلى أن هذا الإنتاج يعد أول تصنيع محلى لمثل هذه العينات من الخلايا الشمسية رخيصة الثمن، حيث يمكن بتوفير الدعم والتكنولوجيا اللازمين لعمل خطوط إنتاج لهذه الخلايا محلية الصنع وتصنيعها فى صورة ألواح خلايا شمسية بالأبعاد المطلوبة حسب الاستخدام، ومن ثم استخدامها فى تشييد محطات للخلايا الشمسية لدعم الاقتصاد أو استخدامها كبديل للطاقة الكهربية على المدى الطويل، أو على المدى القصير فى أوقات الذروة لإمداد شبكة الكهرباء بالأحمال اللازمة وسد العجز واستمرار عمل شبكة الكهرباء بكامل طاقتها فى المدن ذات الأحمال الكبيرة، وهو الأمر الذى يساعد فى توفير الكثير من الوقت والجهد . كما يمكن استخدام خلايا الطاقة الشمسية فى عمل ألواح صغيرة محلية الصنع لاستخدامها فى أنواع الشحن المختلفة للأجهزة الكهربية حسب القدرة اللازمة لكل جهاز.
وتشير د. هدى شحاتة أستاذة الفيزياء بتربية عين شمس، إلى أن الخلايا العضوية تتميز بأنها خلايا مرنة خفيفة الوزن يمكن تحضيرها بسهولة من تفاعلات كيميائية معينة وتتكون فى الأصل من مركبات عضوية وهى التى تحتوى فى تركيبها بصفة عامة على عنصر الكربون داخل المركب العضوى المكون لها وليست كعناصر مستقلة، أما الخلايا غير العضوية فهى تتكون من عنصر أو أكثر من العناصر المعروفة بالجدول الدورى لتكون ما يعرف بالسبيكة والتى يمكن منها تحضير الخلية الشمسية غير العضوية وهى ذات تكاليف عالية إذا ما قورنت بالخلايا العضوية حيث تتمثل التكلفة فى ارتفاع سعر المواد المكونة لهذه الخلايا بالإضافة إلى تكلفة عملية صهر المكونات فى أفران ذات مواصفات خاصة.
ويوضح د. محمود دنقل أستاذ الفيزياء بكلية العلوم جامعة جنوب الوادي، أن عملية تصنيع الخلايا الشمسية تتلخص في تحضير مادتى شبه موصل من المواد العضوية إحداهما سالبة تحتوى على إلكترونات والأخرى موجبة وتحتوى على فجوات موجبة بترتيب محدد ولها أقطاب تجميع منها الخلفية والأمامية وبها مانع لانعكاس الضوء. وعند سقوط الضوء على هذه المواد تتحرك الإلكترونات والفجوات مسببة تيارا كهربيا على أقطاب التجميع الخلفية والأمامية وبذلك يتم تحويل الضوء إلى تيار كهربي.
وعند تجميع هذه الخلايا الشمسية المصنعة بهذه الطريقة على شكل ألواح خلايا شمسية بالقدرات المطلوبة داخل أطر جيدة عازلة لعوامل التعرية مثل الرياح والرطوبة والماء والأمطار وتركيبها بالزوايا الصحيحة فإنها تظل تعمل بحالة جيدة لأكثر من عشرين عاما.
ويؤكد د. عادل الدنقلاوى أستاذ الفيزياء بكلية العلوم جامعة جنوب الوادي، أن الخلايا الشمسية النانوية والألياف الضوئية يعدان أساس الثورة الصناعية القادمة، ويمثلان الجيل الحديث من الخلايا الشمسية متعددة التركيب والطبقات، والتى تتميز بصغر حجمها وخفة وزنها وكفاءتها العالية مقارنة بمثيلاتها، موضحا أن قيمتها الفعلية سوف تتضح عند استخدامها فى وسائل المواصلات كالسيارات الشمسية وإنارة المنازل والأحياء السكنية والمزارع وغيرها، بالإضافة إلى أن استخدام هذا النوع من الخلايا سوف يغير من التوزيع السكانى والزراعى لمصر.