دراسة بحثية جديدة: جزيء يعزز كفاءة خلايا البيروفسكايت ويحسن عمرها التشغيلي

سولارابيك – المملكة العربية السعودية – 1 مايو 2025: توصل فريق بحثي دولي، بمشاركة بارزة من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست)، إلى أن دمج جزيء اصطناعي يُعرف باسم “CPMAC” في خلايا بيروفسكايت الشمسية يرفع من كفاءتها ويطيل عمرها التشغيلي بشكل ملحوظ، وفقاً لدراسة نُشرت مؤخراً في مجلة “ساينس” العلمية المرموقة.

ويمثل هذا الجزيء الملحي الأيوني المشتق من مادة “باكمنستر فوليرين” (C60) بديلاً واعداً عن المواد التقليدية التي ظلت تحد من قدرات الخلايا الشمسية رغم انتشار استخدامها.

ويشرح البروفيسور عثمان بكر، أستاذ مركز التميز للطاقة المتجددة وتقنيات التخزين في كاوست، الذي قاد جهود الجامعة في هذا البحث: “لأكثر من عقد، شكلت مادة C60 عنصراً محورياً في تطوير خلايا البيروفسكايت الشمسية، لكن ضعف التفاعلات عند واجهة البيروفسكايت والمادة يسبب تدهوراً ميكانيكياً يؤثر سلباً في استقرار الخلية. لمعالجة هذه المشكلة، طورنا الملح الأيوني CPMAC لتعزيز استقرار هذه الخلايا بشكل غير مسبوق”.

وأظهرت الاختبارات المعملية أن الخلايا المحتوية على CPMAC تفوقت على نظيراتها التقليدية بزيادة كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 0.6%، وهو تحسن قد يبدو طفيفاً للوهلة الأولى، لكنه يترجم إلى تأثير كبير على نطاق واسع.

ويوضح هونغوي تشو، الباحث العلمي المشارك في الدراسة: “عند تطبيق هذه التقنية على محطات الطاقة الكبيرة، فإن زيادة بجزء من النقطة المئوية في الكفاءة تعني إمداد آلاف المنازل الإضافية بالكهرباء”.

الأكثر أهمية أن هذه الخلايا المبتكرة أثبتت قدرة استثنائية على تحمل الظروف القاسية. فبعد تعريضها لاختبارات مكثفة شملت درجات حرارة مرتفعة ورطوبة متفاوتة لأكثر من 2000 ساعة، أظهرت انخفاضاً في كفاءتها يقل بمقدار الثلث عما سُجل في الخلايا التقليدية.

وتعزى هذه الميزة الفارقة إلى الروابط الأيونية القوية التي يشكلها جزيء CPMAC مع البيروفسكايت، والتي تفوق في متانتها الروابط الضعيفة من نوع “فان دير فالس” التي توفرها مادة C60، مما يقلل العيوب في طبقة نقل الإلكترون الحيوية لعمل الخلية الشمسية.

يأتي هذا الإنجاز العلمي ليفتح آفاقاً واعدة لتطوير الجيل القادم من تقنيات الطاقة المتجددة الأكثر كفاءة واستدامة، ويعزز من إمكانية الاعتماد على الطاقة الشمسية كمصدر رئيسي للكهرباء في المستقبل.

تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…

نتمنى لكم يوماً مشمساً!

المصدر: كاوست

_{Image Credits: NREL}

The post دراسة بحثية جديدة: جزيء يعزز كفاءة خلايا البيروفسكايت ويحسن عمرها التشغيلي appeared first on Solarabic سولارابيك. Written by جميلة خليل