الصين تحطم الرقم القياسي العالمي لكفاءة الخلايا الشمسية المرنة بتقنية لصق مبتكرة
سولارابيك، الصين- 19 أبريل 2025: حقق باحثون صينيون إنجازاً بارزاً في مجال الطاقة المتجددة، مسجلين رقماً قياسياً عالمياً جديداً في كفاءة الخلايا الشمسية الترادفية المرنة. توصل الفريق من معهد نينغبو لتكنولوجيا وهندسة المواد (NIMTE) التابع للأكاديمية الصينية للعلوم إلى طريقة مبتكرة لربط طبقات البيروفسكايت وسيلينيد النحاس والإنديوم والغاليوم (CIGS)، مما سمح بتصنيع خلية مرنة بكفاءة مستقرة وموثقة بلغت 24.6%، وهو من أعلى الأرقام المسجلة عالمياً لهذا النوع من الخلايا. يفتح هذا التطور الباب أمام جيل جديد من الخلايا الشمسية منخفضة التكلفة وعالية الأداء قد نراها في الأسواق مستقبلاً.
تحديات الكفاءة والربط في الخلايا الترادفية المرنة
تأتي هذه القفزة في الكفاءة استجابةً للحاجة الملحة لزيادة فعالية الخلايا الشمسية التقليدية، حيث لا تتجاوز كفاءة الأنواع التجارية المنتشرة حالياً حاجز الـ 22%، الأمر الذي يترتب عليه الحاجة لمساحات شاسعة من الأراضي لإنشاء محطات طاقة قادرة على تلبية الطلب المتزايد، مما يؤدي إلى تنافس مع استخدامات أخرى للأرض كالزراعة والصناعة.
يعمل العلماء على تطوير الخلايا الترادفية (أو متعددة الوصلات) التي تكدس طبقات من مواد شبه موصلة مختلفة ذات قدرات متفاوتة على امتصاص الطاقة (فجوات نطاق مختلفة) فوق بعضها البعض؛ تمتص الطبقات العلوية الضوء ذا الطاقة الأعلى، بينما تمتص الطبقات السفلية الضوء ذا الطاقة الأدنى، مما يعزز الكفاءة الكلية للتحويل الكهروضوئي. يسعى الباحثون بشكل خاص لتطوير خلايا مرنة يمكن تثبيتها على الأسطح المنحنية، معتمدين على مادة CIGS المعروفة بفجوة نطاقها القابلة للتعديل ودمجها مع طبقة بيروفسكايت علوية. وقد واجه تسويق هذا النوع الواعد من الخلايا عقبة رئيسية تمثلت في صعوبة تحقيق التصاق قوي ومتين بين طبقة البيروفسكايت وطبقة CIGS بسبب الطبيعة السطحية الخشنة للأخيرة.
حلول كيميائية مبتكرة لطبقات متينة عالية الكفاءة
عالج فريق البحث الصيني بقيادة البروفيسور يي جيتشون هذه المشكلة الجوهرية عبر تطبيق نهج دقيق متعدد الخطوات يعتمد على التحكم بخصائص المذيبات والطبقات البينية. استخدم الفريق أولاً مذيباً ذا قطبية عالية خلال عملية امتصاص الطبقة الأحادية ذاتية التجميع (SAM)، مما منع جزيئاتها من التكتل وفصل هذه الخطوة بفعالية عن خطوة الإذابة. انتقلوا بعدها لاستخدام مذيب منخفض القطبية للسماح بتكوين طبقة كثيفة ومتجانسة من SAM أثناء الامتصاص. ولضمان التصاق مثالي لطبقة البيروفسكايت التالية، طبق الباحثون طبقة مسبقة الخلط، أدت إلى تحسين ملموس في درجة التبلور وقابلية التبلل لطبقة البيروفسكايت النهائية. أثبت الفريق كفاءة طريقتهم عبر تصنيع نموذج خلية شمسية ترادفية مرنة أحادية الكتلة من البيروفسكايت/CIGS بمساحة تبلغ حوالي 1.09 سنتيمتر مربع، والتي سجلت الكفاءة المستقرة القياسية البالغة 24.6%، مؤكدةً جدوى هذا النهج لتطوير خلايا شمسية مرنة عالية الكفاءة قابلة للتصنيع التجاري.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: eurek alert
The post الصين تحطم الرقم القياسي العالمي لكفاءة الخلايا الشمسية المرنة بتقنية لصق مبتكرة appeared first on Solarabic سولارابيك. Written by بسمه عبود