«البيروفسكايت».. مشروع ثوري ينجح في توليد الطاقة الشمسية بلا ألواح

في المستقبل، هل تتوقع أن تكون حقيبتك أو سترتك مصدرا فعالا لتوليد الطاقة الشمسية، تعمل خلال تنقلك في أوقات النهار؟

هذا الأمر أصبح ممكنا، بعد نجاح العلماء في جامعة أكسفورد في تجربتهم الجديدة، بلصق مواد جديدة قادرة على امتصاص وتوليد الطاقة الشمسية، على أن يتم تثبيتها على مقتنيات خاصة مثل حقائب الظهر والسيارات والهواتف المحمولة، مع الاستغناء عن مفهوم الاعتماد على ألواح امتصاص وتوليد الطاقة الشمسية التقليدية.

وبحسب موقع “إليكتريك”، فإن إمكانات هذا الابتكار الرائد تعني أنه يمكن توليد كميات متزايدة من الكهرباء الشمسية دون الحاجة إلى الألواح الشمسية القائمة على السيليكون، مع عدم محدودية مصادر توليد الطاقة الشمسية، بما يسمح بانتشارها والاستفادة منها على أوسع نطاق.

وبعد مجموعة من التجارب المطولة، أصبحت المادة الجديدة الممتصة للضوء التي ابتكرها علماء أكسفورد، تتمتع بسمك رقيق ومرونة بما يكفي لتطبيقها (لصقها) على سطح أي مبنى أو جسم عادي أو متعلقات خاصة.

والمادة يتم تركيبها من خلال تكديس طبقات متعددة تمتص الضوء في خلية شمسية واحدة، بأسلوب يعرف باسم نهج الوصلات المتعددة، ويتم تسخير نطاق أوسع من طيف الضوء، مما يسمح بتوليد المزيد من الطاقة من نفس كمية ضوء الشمس.

المادة أعلن عنها علماء أوكسفورد باسم مادة “البيروفسكايت الرقيقة”، وقد حصلت على شهادة مستقلة من المعهد الوطني الياباني للعلوم الصناعية المتقدمة والتكنولوجيا (AIST) لتوفير كفاءة طاقة تزيد عن 27%.

وهي تطابق أداء الخلايا الكهروضوئية التقليدية المصنوعة من السيليكون أحادي الطبقة في سابقة علمية هي الأولى في هذا المجال.

ونقل موقع “إليكتريك”، تصريحات للدكتور شوايفينج هو، الحامل لزمالة ما بعد الدكتوراه في الفيزياء بجامعة أكسفورد، والمشارك في هذا المشروع الثوري.

وقال الدكتور شوايفينج”: “خلال خمس سنوات فقط من التجارب باستخدام نهجنا القائم على التكديس أو الوصلات المتعددة، نجحنا في رفع كفاءة تحويل الطاقة من حوالي 6% إلى أكثر من 27%، وهو ما يقترب من حدود ما يمكن أن تحققه الخلايا الكهروضوئية أحادية الطبقة اليوم”.

وتابع “ونعتقد أنه بمرور الوقت، قد يمكّن هذا النهج الأجهزة الكهروضوئية من تحقيق كفاءات أكبر بكثير، تتجاوز 45%”.

كما أن تعدد استخدامات المادة الجديدة فائقة الرقة والمرونة يشكل أهمية كبرى ــ إذ يبلغ سمكها أكثر من ميكرون واحد بقليل، أي أنها أرق بنحو 150 مرة من رقاقة السيليكون المستخدمة حاليا لتوليد الطاقة الشمسية.

ويعمل أربعون عالمًا في مجال الطاقة الكهروضوئية في قسم الفيزياء بجامعة أكسفورد تحت إشراف أستاذ الطاقة المتجددة هنري سنيث في هذا المشروع، وقد بدأ عملهم الرائد في مجال الطاقة الكهروضوئية وخاصة استخدام البيروفسكايت الرقيق منذ حوالي عقد من الزمان.

وبدأت شركة Oxford PV، وهي شركة بريطانية انبثقت عن جامعة Oxford University Physics في عام 2010 بواسطة أستاذ الطاقة المتجددة هنري سنيث، لتسويق الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من البيروفسكايت، مؤخرًا في تصنيع الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من البيروفسكايت على نطاق واسع في مصنعها في براندنبورغ آن دير هافيل، بالقرب من برلين، ألمانيا.

وهو أول خط تصنيع بكميات كبيرة في العالم للخلايا الشمسية المترادفة المصنوعة من البيروفسكايت والسيليكون.