الألواح الشمسية أرق من ورق A4

علماء صينيون يطورون خلايا شمسية تعتمد على السيليكون يبلغ سمكها 50 ميكرومترًا فقط ولكنها لا تزال تتمتع بكفاءة جيدة في تحويل الطاقة.

محاكاة مرنة للخلايا الشمسية. الصورة: laremenko/iStock

قام فريق بحثي بقيادة خبراء من جامعة جيانغسو للعلوم والتكنولوجيا (JUST) بتطوير خلية شمسية تعتمد على السيليكون وهي أرق من ورقة A4، حسبما أفاد موقع Interesting Engineering في 13 فبراير. كما ساهم باحثون من جامعة كيرتن في أستراليا وشركة LONGi Green Energy Technology الصينية في البحث الجديد.

تزداد شعبية الخلايا الشمسية القائمة على السيليكون. إلا أن استخدامها غالبًا ما يقتصر على أماكن مثل مزارع الطاقة الشمسية الأرضية ذات الألواح المسطحة والصلبة. أما في أماكن أخرى، كالفضاء الخارجي، فتتطلب أسطحًا منحنية، ما يستدعي استخدام تقنيات أكثر تكلفة.

تتميز الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري ببنية "شطيرة"، حيث تُشكل رقاقة أشباه الموصلات، أو الطبقة الوسطى، معظم سُمك اللوح. في الدراسة الجديدة، ابتكر الفريق ألواح سيليكون بسمك 50 ميكرومترًا فقط، أي أرق من ورقة A4. ورغم استحالة طيّها كالورق، إلا أنه يُمكن لفّها، مما يجعلها مفيدة للأقمار الصناعية وتطبيقات الفضاء الأخرى.

هناك فائدة أخرى لجعل بطاريات السيليكون أرق: فهي تتطلب مواد أقل للتصنيع، مما يقلل الوزن وتكلفة النشر.

مع ذلك، تعاني الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة من عيب انخفاض كفاءة تحويل الطاقة (PCE). وهذا أيضًا هو السبب الرئيسي لعدم شيوع استخدام خلايا السيليكون ذات الأغشية الرقيقة حتى الآن. في محاولات سابقة، ابتكر العلماء خلايا سيليكون مرنة بسُمك أقل من 150 ميكرومترًا، مع كفاءة تحويل طاقة قصوى تبلغ 24.7%.

يجب الحفاظ على معامل القدرة الكلية للألواح الرقيقة عند هذا المستوى لضمان كفاءة البطارية. في الدراسة الجديدة، نجح الفريق في زيادة معامل القدرة الكلية إلى أكثر من 26% لجميع الألواح التي صنعوها بسُمك يتراوح بين 50 و130 ميكرومترًا.

لأن الخلايا الشمسية السيليكونية قابلة للثني بسهولة، يعتقد الفريق أنه يمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من الأجهزة، بما في ذلك الطائرات بدون طيار والبالونات، وحتى الأجهزة الذكية القابلة للارتداء. ويركز الفريق حاليًا على تطوير ألواح شمسية مرنة وسهلة الحمل، يمكن لفها مثل لفافة فيلم.

ثو ثاو (وفقًا للهندسة المثيرة للاهتمام )

رابط المصدر: https://vnexpress.net/pin-mat-troi-mong-hon-to-giay-a4-4711367.html