علماء يطورون خلايا شمسية بسيطة ذات فعالية أقوى

قال علماء من بريطانيا إنهم طوروا خلايا شمسية بسيطة التكوين ورقيقة ولكنها تنتج طاقة بشكل فعال.
وأوضح باحثو جامعة أوكسفورد أن أغلب المحاولات التى كانت تهدف حتى الآن إلى إنتاج المزيد من التيار الكهربائى من الخلايا الشمسية كانت تمر عبر إنتاج بنى خلوية من طبقات معقدة.
وتبين للباحثين، تحت إشراف هنرى سنيث، فى دراستهم التى نشروا نتائجها اليوم الأربعاء فى مجلة "نيتشر" البريطانية أنه من الممكن من خلال استخدام مادة جديدة فى صناعة الخلايا الشمسية تحقيق نفس النتائج الجيدة من خلال طبقة مسطحة وخفيفة.
وتتكون المادة الجديدة من معدن بيروسكيت، وهو مركب من الكالسيوم والتيتان والأكسجين مدمج بها معدن وأحد عناصر الهالوجين وتركيبة عضوية.
وكانت تجارب سابقة أظهرت أن هذه المادة تصلح جيدا للاستخدام فى الخلايا الشمسية كطبقة ممتصة للضوء. واستخدم أصحاب هذه التجارب هياكل دقيقة الحجم بشكل مكلف جدا لصناعة الطبقة الممتصة للضوء "ولكننا برهنا على أنه ليس من الضرورى استخدام هياكل نانونية لتحقيق فعالية كبيرة باستخدام هذا المعدن"، حسبما أوضح سنيث.
كما أجرى الباحثون اختبارات على اثنتين من الطرق المستخدمة لإنتاج الطبقات الممتصة للضوء فى إطار الحجم البالغ الدقة (نانومتر) وهما طريقة الطلاء بمحلول كيميائى وطريقة ترسيب الأبخرة فى الفراغ.
ورغم أن الطريقتين أنتجتا الشكل المعدنى المطلوب أنتج المحلول الكيميائى طبقات بسمك 50 إلى 410 نانومتر، فى حين أنتجت طريقة ترسيب الأبخرة فى الفراغ طبقات متساوية بسمك 330 نانومتر فى المتوسط.
وقارن الباحثون الخلايا الشمسية الأكثر فعالية والتى تم إنتاجها باستخدام هاتين الطريقتين وتبين أن الخلايا التى تم إنتاجها على أساس قاعدة المحلول الكيميائى حققت فعالية 6ر8% مقارنة ب4ر15% للخلايا التى تم صناعتها على أساس طريقة الترسيب فى الفراغ.
وتعنى هذه الدرجة فى الفعالية أنه يتم تحويل 4ر15% من الطاقة الشمسية إلى تيار كهربائى، وهى درجة فعالية تتساوى مع فعالية الطبقات الرقيقة للخلايا الشمسية المستخدمة تجاريا فى الوقت الحالى.
وللتوضيح فإن طريقة الترسيب فى الفراغ هى تقنية ناضجة تستخدم بالفعل فى صناعة الزجاج وفى صناعة ما يعرف بشاشات البلورات السائلة وكذلك فى تقنية الطبقات الرقيقة حسبا أوضح أصحاب الدراسة "لذلك فمن الممكن أن تجد هذه الطريقة بسرعة سبيلها إلى الخطوط الكبيرة لإنتاج التيار الكهربائي" حسبما خلص الباحثون.