يمكن للخلايا الشمسية المرنة والرفيعة جدًا أن تغطي أغراضك وتزودها بالطاقة قريبًا
تخيل الألواح الشمسية رقيقة جدًا ومرنة بحيث يمكنك تشغيل جميع أجهزتك عن طريق وضعها على منزلك، وسيارتك، وهاتفك الذكي، وحقيبة ظهرك. يمكن أن تأتي هذه التكنولوجيا قريبًا، وذلك بفضل قسم الفيزياء بجامعة أكسفورد، الذي ربما يكون قد حقق تقدمًا كبيرًا يمكن أن يكون جاهزًا للمستهلك في المستقبل القريب.
وتعتمد هذه التقنية على تقنية تسمح بتعبئة طبقات متعددة من المواد الممتصة للضوء في خلية شمسية واحدة رفيعة للغاية يبلغ سمكها ميكرون واحد فقط. للمقارنة، هذا فقط 0.00003937 بوصة، أو 0.001 ملم، أو أصغر من بعض البكتيريا. تبلغ سماكة الخلايا الكهروضوئية التقليدية حوالي 150 مرة. وفي بيان، قال الباحثون إن هذا التصميم الرفيع للغاية يسمح بوضع الخلايا كطلاء، مما يسمح بزيادة المرونة، دون فقدان الكفاءة.
وسيكشف العلماء رسميًا عن أساليبهم في إنشاء الخلايا، المصنوعة من معدن البيروفسكايت، في ورقة بحثية سيتم نشرها في مجلة أكاديمية في وقت لاحق من هذا العام. وقد حصلت هذه التقنية بالفعل على شهادة من المعهد الوطني الياباني للعلوم والتكنولوجيا الصناعية المتقدمة، والتي أثبتت أنها تحول 27% من ضوء الشمس الذي يصل إليها إلى كهرباء. وهذا رقم رئيسي، لأنه يطابق – أو حتى يفوق – متوسط كفاءة مواد الألواح الشمسية التقليدية.
وقال شوايفنغ هو، وهو منشور: “خلال خمس سنوات فقط من تجربة نهج التراص أو الوصلات المتعددة، قمنا برفع كفاءة تحويل الطاقة من حوالي 6% إلى أكثر من 27%، وهو ما يقترب من حدود ما يمكن أن تحققه الخلايا الكهروضوئية أحادية الطبقة اليوم”. – زميل دكتوراه في جامعة أكسفورد والذي عمل في المشروع. “نحن نعتقد أنه مع مرور الوقت، يمكن لهذا النهج تمكين الأجهزة الكهروضوئية من تحقيق كفاءات أكبر بكثير، تتجاوز 45٪.”
وقد بدأ بعض الباحثين الذين يقفون وراء هذه التقنية الجديدة بالفعل في محاولة تسويق خلايا البيروفسكايت الشمسية. تأسست شركة Oxford PV على يد هنري سنيث، الأستاذ بجامعة أكسفورد الذي قاد أعمال المدرسة في مجال الخلايا الكهروضوئية وبدأ عمليات التصنيع على نطاق واسع.
وبينما يتصور معظم الناس مزارع ضخمة مغطاة بألواح لامعة عندما يفكرون في الطاقة الشمسية، فإن الأمل هو أن تتمكن خلايا البيروفسكايت من جلب الطاقة المتجددة مباشرة إلى المنازل والمركبات وحتى الملابس. لقد بذل العلماء جهدًا كبيرًا في السنوات الأخيرة لجعل الطاقة الشمسية خيارًا أكثر جدوى، وذهبوا إلى حد تطوير خلايا يمكنها توليد الكهرباء من الماء، وكذلك الضوء. لقد كانت ناجحة إلى حد كبير: فقد انخفض سعر الطاقة الشمسية بنسبة تزيد على 80% منذ عام 2010.
وقال جونكي وانج، زميل ما بعد الدكتوراه في جامعة أكسفورد: “يمكننا أن نتصور تطبيق طبقات البيروفسكايت على أنواع أوسع من الأسطح لتوليد طاقة شمسية رخيصة، مثل أسطح السيارات والمباني وحتى ظهور الهواتف المحمولة”. “إذا أمكن توليد المزيد من الطاقة الشمسية بهذه الطريقة، يمكننا أن نتوقع حاجة أقل على المدى الطويل لاستخدام ألواح السيليكون أو بناء المزيد والمزيد من المزارع الشمسية.”
ولأن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون تحتاج إلى التقليص بشكل كبير، وفي وقت قريب، لمنع وقوع كارثة مناخية، فإن مستقبل الحقائب اللامعة المولدة للطاقة لا يمكن أن يأتي قريبا بما فيه الكفاية.
