ابتكار خلايا شمسية تنتج الكهرباء في الأماكن المغلقة وأوقات الغيوم

توصّل باحثون إلى خلايا شمسية يمكنها إنتاج الكهرباء بكفاءة، دون الحاجة إلى ضوء ساطع وأماكن واسعة وألواح ممتدة.

وأجروا تعديلات على خلايا البيروفسكايت مكّنتها من التغلب على تحديات الألواح الشمسية، سواء من حيث الناحية الجمالية والمظهر غير المحبب لبعضهم أو الحاجة إلى مساحات كبيرة، وحسب دليل تقنيات الطاقة المتجددة لدى منصة الطاقة المتخصصة (الصادرة من واشنطن).

ووفق علماء في جامعة تايوانية، فإن الخلايا الجديدة قد توفر الكهرباء اللازمة لشحن الأجهزة الصغيرة في الأماكن البعيدة عن ضوء الشمس، وقد يشمل ذلك الأجهزة المنزلية.

وتعدّ هذه الخلايا حلًا ذهبيًا لمزيج كهرباء متجدد دون انقطاعات في الإمدادات، نتيجة تقلبات جوّية، منها غياب ضوء الشمس أو انتشار الغيوم.

خلايا شمسية مطورة

يُشير الابتكار إلى تعديلات في خلايا شمسية مصنوعة من البيروفسكايت يعد "ثورة تقنية"، ويهدف في المقام الأول إلى الاستفادة من الضوء في الأماكن المغلقة وتحويله إلى كهرباء.

ويمكن تنفيذ ذلك في حالات: الإضاءة الخافتة داخل أماكن مثل المكاتب والمنازل، والأيام الغائمة، دون الحاجة إلى تركيبات على الأسطح أو تمديد للألواح في مساحات شاسعة.

واستفاد عدد من علماء جامعة "يانغ مينغ تشياو تونغ" التايوانية من تكوين خلايا البيروفسكايت، ما يضع حدًا نهائيًا لاستعمال الخلايا المصنوعة من السيليكون.

وعدّل الباحثون في النطاق المتاح لحركة الإلكترونات داخل خلايا البيروفسكايت، وهو مساحة ونطاق يحتاج إليها الإلكترون للتنقل وإنتاج الكهرباء.

ورفع هذا التعديل من كفاءة امتصاص الخلايا للضوء في الأماكن الداخلية والمغلقة، وقد يسري هذا على ضوء المصابيح أو ضوء الشمس الخافت المتسرب من النوافذ إلى هذه الأماكن.

وقال مؤلف الابتكار "فانغ تشونغ تشين"، إن كفاءة خلايا البيروفسكايت أعلى من غيرها، للحدّ الذي يجعلها ملائمة للاستعمالات الخارجية وفي الأماكن المغلقة ذات الإضاءة الخافتة والضعيفة.

ثورة شمسية

تضرب الخلايا المبتكرة أكثر من عصفور بحجر واحد، إذ تساعد في تلبية أهداف الطاقة المتجددة ومكافحة آثار تغير المناخ، وتتجنب أيضًا المظهر غير المحبب للألواح الشمسية الضخمة، وحاجتها إلى مساحات واسعة مثل المزارع والصحاري، لنشرها.

واللافت للنظر أن هذه الخلايا تحمل هذه الميزات، وتستفيد من الإضاءة الداخلية بإنتاج الكهرباء، في الوقت ذاته.

ويُتيح الابتكار نشر الألواح المصنوعة من خلايا شمسية مطورة في حالات وأماكن كان يصعب الاعتماد عليها سابقًا، كالأماكن المغلقة والطقس الغائم.

وفضّل علماء الجامعة التايوانية في ابتكارهم خلايا البيروفسكايت عن خلايا السيليكون التقليدية، لتميُّزها بمعدل تحويل مرتفع للكهرباء، الذي تبرز أهميته في الاستفادة من مستويات الإضاءة المنخفضة.

وأكدوا أن تصنيع خلايا شمسية (أكثر مرونة، وأرفع حجمًا، وأخف وزنًا) من البيروفسكايت المطور أكثر قابلية للنشر في الأسواق.

اختبار ناجح

تأتي هذه الميزات على عكس عيوب الألواح المصنوعة من السيليكون، التي تكون صلبة أكثر وثقيلة في الوزن، ويصعب نشرها على الأسطح.

وأظهرت اختبارات خلايا البيروفسكايت المطورة نتائج إيجابية، إذ رصدوا كفاءة بنسبة 38.7% للخلايا في معدل ضوء خافت يناسب المكاتب المغلقة.

وكانت خلايا البيروفسكايت أكثر مرونة وقابلية للتعديل في مساحة حركة الإلكترونات، لإتاحة امتصاص أعلى للضوء الداخلي وإنتاج الكهرباء بكفاءة، وفق ما نشره موقع إنترستنج إنجينيرنج.

وبذلك ترتفع قابلية الخلايا المبتكرة للاستعمالات المتنوعة (الخارجية، والداخلية)، وكذلك البيئات ذات الإضاءة الضعيفة والخافتة والأجواء الغائمة، والتي يصعب وصول ضوء الشمس إليها.

كما يمكن تشغيل بعض الأجهزة دون الحاجة إلى الاتصال المباشر بالشبكة، أو الوقوع في نطاق يشهد وصولًا مميزًا للإمدادات.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

المصادر..