علماء يبتكرون مادة جديدة لامتصاص الضوء لتحويل الأشياء اليومية لألواح شمسية

نجح علماء من قسم الفيزياء بجامعة أكسفورد في ابتكار طبقة رقيقة للغاية من المواد يمكن وضعها على السطح الخارجي للأجسام التي يمكنها الوصول إلى ضوء الشمس بدلاً من الألواح الشمسية الضخمة القائمة على السيليكون. وربما نجح علماء الجامعة في حل واحدة من أكبر العوائق التي تحول دون توسيع نطاق الوصول إلى الطاقة الشمسية.

يتم تصنيع الفيلم المرن فائق الرقة من خلال تكديس طبقات من البيروفسكايت الممتص للضوء والتي يزيد سمكها عن ميكرون واحد. والمادة الجديدة أرق بمقدار 150 مرة من رقاقة السيليكون التقليدية ويمكنها إنتاج كفاءة طاقة أكبر بنسبة 5% من الخلايا الكهروضوئية السيليكونية أحادية الطبقة التقليدية، وفقًا لبيان صادر عن جامعة أكسفورد.

ويقول الدكتور شويفينج هو، زميل ما بعد الدكتوراه في قسم الفيزياء بجامعة أكسفورد: “إن هذا النهج قد يمكّن الأجهزة الكهروضوئية من تحقيق كفاءات أعلى بكثير، تتجاوز 45%”.

قد يؤدي هذا النهج الجديد لتكنولوجيا الطاقة الشمسية أيضًا إلى خفض تكلفة الطاقة الشمسية، لأنها رقيقة ومرنة، ويمكن تطبيقها على أي سطح تقريبًا، مما يقلل من تكلفة البناء والتركيب ويمكن أن يزيد من عدد المزارع الشمسية التي تنتج طاقة أكثر استدامة.

ولكن هذه التقنية لا تزال في مرحلة البحث ولم تذكر الجامعة الاستقرار طويل الأمد لألواح البيروفسكايت المصممة حديثًا. فوفقًا لوزارة الطاقة الأمريكية، فإن الانتقال من 6 إلى 27 في المائة من كفاءة الطاقة الشمسية في غضون خمس سنوات يعد إنجازًا رائعًا، ولكن الاستقرار كان دائمًا محدودًا مقارنة بتقنية الطاقة الكهروضوئية.

وأشارت دراسة أجريت عام 2016 في مجلة Solar Materials and Solar Cells أيضًا إلى أن البيروفسكايت يمكن أن يوفر “توليد طاقة فعال ومنخفض التكلفة” ولكنه أيضًا يتمتع “باستقرار ضعيف” بسبب حساسيته للرطوبة.

وأصبحت الطاقة الشمسية أيضًا خيارًا أرخص للطاقة على مدار العقد الماضي، حيث انخفضت تكلفة تقنية الطاقة الشمسية الكهروضوئية بنسبة 90% في السنوات العشر الماضية، وفقًا لمختبر بيانات التغيير العالمي.

لقد بدأت تظهر مزارع الطاقة الشمسية الجديدة في مختلف أنحاء العالم. ففي وقت سابق من هذا الشهر، أعلنت وزارة الطاقة الأميركية أنها ستحول قطعة أرض مساحتها 8000 فدان كانت في السابق تضم أجزاء من برنامج الأسلحة النووية المعروف باسم مشروع مانهاتن إلى مزرعة للطاقة الشمسية. وفي الشهر الماضي، استثمرت شركة جوجل في شركة طاقة شمسية تايوانية لبناء خط أنابيب بقدرة 1 جيجاواط في المنطقة.