"كاوست" تطور خلايا منخفضة التكلفة لتحفيز مزيد من استثمارات الطاقة الشمسية

أنجزت جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) دراسة بحثية في تصميم خلايا البيروفسكايت الشمسية تعمل على إطالة عمرها الافتراضي ورفع كفاءتها إلى مستويات تقارن بخلايا السيليكون الشمسية الأكثر تكلفة. من المتوقع أن يؤدي هذا الاكتشاف الذي نشرت دراسته في المجلة العلمية الشهيرة نيتشر "Nature"؛ لتحفيز مزيد من الاستثمارات في الطاقة الشمسية من قبل الدول والصناعات؛ رغم أن كلاً من البيروفسكايت والسيليكون عبارة عن بلورات، إلا أن تكلفة تصنيع خلايا البيروفسكايت الشمسية تبلغ نصف تكلفة تصنيع خلايا السيليكون الشمسية تقريبًا. وتشير الدراسة إلى أن خلايا البيروفسكايت الشمسية تحقق قدرة طاقة أعلى من نظيراتها من السيليكون؛ لأنها قادرة على امتصاص طيف أوسع من موجات الضوء المرئي، لكن انخفاض تكلفتها ليس كافيًا لإزاحة خلايا السيليكون الشمسية طالما بقيت بعض القيود قائمة. من جهته، أوضح المؤلف الرئيس للدراسة رائد عزمي؛ أن الفريق البحثي؛ اختير بقيادة البروفيسور ستيفان دي ولف في "كاوست"، وضم علماء من كوريا والصين، حيث اختاروا عديدا من الرَّبِيطات (ligands) التجارية، حتى استطاعوا إيجاد الرَّبِيطة التي تتفاعل بشكل أفضل مع البيروفسكايت ثلاثي الأبعاد لعملية التخميل الكيميائي. وأضاف أن هذه الرَّبِيطة لم تُزح في أثناء عملية الترسيب، ما أدى إلى الحفاظ على تركيبة نقية في الطبقات الرقيقة، وترابط فعال على كلا الجانبين العلوي والسفلي من البيروفسكايت ثلاثي الأبعاد؛ مشيراً إلى أنه بهذه الطريقة استطاع العلماء تطوير خلايا بيروفسكايت شمسية جديدة تتمتع بكفاءة تحويل طاقة تبلغ 25.6 %، وهي قابلة للمقارنة مع خلايا السيليكون الشمسية وأعلى من خلايا البيروفسكايت الشمسية القياسية. واختتم يقول: الأهم من ذلك من منظور الاستقرار، أن كفاءتها شهدت خسارة نسبية قدرها 5 % فقط بعد 1000 ساعة من التعرض للحرارة العالية، في حين شهدت الخلايا المصممة بمواد خاملة أخرى خسائر نسبية في كفاءتها بلغت نحو 20 %.