جيل جديد من خلايا الألواح الشمسية مصنوع من البيروفسكايت

من لوزان سنتعرف على مادة جديدة وهي البيروفسكايت، نوع من الكريستال الحساس لالتقاط الضوء وسيثير ثورة في عالم الطاقة الشمسية. خلال سنوات، قدرة هذه المادة على تحويل الطاقة الشمسية الى طاقة كهربائية توازي قدرة السيليسيوم. كل ذلك يعني أن تكلفة الألواح الشمسية قد تتراجع كثيراً مستقبلا.

وتجدر الاشارة الى أن البيروفسكايت هو مادة مؤلفة من التيتانات الكالسيوم.

بيروفسكايت جيل ثالث من خلايا الألواح الشمسية

هذا الجيل الثالث من خلايا الألواح الشمسية صُنِّع بواسطة طبقات صغيرة من مادة البيروفسكايت. فهذه المادة شبه شفافة وطرية، ويمكن استخدامها لنوافذ الأبنية بدلاً من الزجاج العادي.

الاختبارات على الخلايا الشمسية بدأت في معهد البوليتكنيك لفدرالية لوزان السويسرية كجزء من مشروع جوت سولار الأوروبي.

ميشال غراتزيل أستاذ الكيمياء الفيزيائية في هذا المعهد يشرح قائلاً “المدهش في مادة البيروفسكايت هو امكانية تشكيلها من خلال إجراءات بسيطة ومواد مؤمنة. وقد توصلنا الى نتائج عالية جداً تتخطى ما يؤمنه بوليكريستال السيليسيوم. بالطبع يجب الانتباه للرصاص، ولكيفية التعامل معه فهو نقطة الضعف. لكن غير ذلك البيروفسكايت مادة استثنائية ستشق طريقها”.

تكنولوجيا تتضمن مادتي السيليسيوم والبيروفسكايت

لتجنب ملامستها الرصاص، العلماء وضعوا الخلايا الشمسية ضمن زجاج واقٍ. أما طبقتها الاخيرة فمذهّبة لتعمل كأحد القُطبين الكهربائيين.

مشروع غوت سولار يعمل أيضاً على تكنولوجيا تستخدم فيها مادتا السيليسيوم والبيروفسكايت.

وعن هذه التكنولوجيا، يرى البروفسور أديليو منديس، وهو مهندس كيميائي ومنسق مشروع غوتسولار، أن “أكثر الأمور أهمية هي جمع هذه التكنولوجيا مع تلك التي تستخدم السيليسيوم للحصول على خلايا ذات فاعلية تصل نسبتها الى ثلاثين في المئة”.

في أيندهوفن العمل على رفع مستوى الخلايا

في أيندهوفن بهولندا يعمل الباحثون على رفع مستوى الخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت.

ويكمن التحدي في نقل ما توصل اليه المختبر ليطبق على نطاق أوسع، خطوة هامة في مجال تسويق خلايا البيروفسكايت الشمسية، كما يأمل منديس “هذا الجهاز يمكنه انتاج طاقة تصل الى ثمانية عشر فولتاً واثنين واط. يمكننا الوصول لأهداف هذا المشروع لكننا نرغب بالتوصل الى أبعد منه. بعض أوجه هذه التكنولوجيا ما تزال خاضعة للتطوير من بينها أمور أساسية مثل الثبات واستقرار الطاقة”.

اختبارات على قدرة تحمل هذه الشرائح الجديدة

الدكتور اوليفيه بيلون من برنامج غريت سيل سولار الشريك، يختبر قدرة احتمال الألواح الشمسية في مركز سوليانس للابحاث. إنه يسعى للتعرف على طاقة تحمل هذه الالواح في ظروف مناخية صعبة، من بينها أشعة الشمس ودراجات الحرارة المرتفعة جداً او المنخفضة جداً.

أما متى سيتم تسويق هذا المادة كمنتج تجاري، فيجيب بيلون “إن جاءت نتائج الاستقرار والتطوير جيدة وكذلك التكنولوجيا، يمكنني القول إن المنتجات التكنولوجية في مجال الالكترونيات الاستهلاكية ستكون أولى المنتجات التي ستدخل اليها البيروفسكايت خلال فترة قليلة من الزمن، وبالنسبة للتطبيقات الهامة كأدوات البناء وصناعة الآليات سيكون ذلك خلال فترة أطول قليلاً”.

دكتور بيلون يرى ان أولى المنتجات التي تعتمد على البيروفسكايت سترى النور مطلع 2019.