فريق بحثي صيني يسجل رقما قياسيا في كفاءة الخلايا الشمسية من الجيل القادم

قام فريق بحث مشترك في الصين بتطوير طريقة جديدة مكّنت للمرة الأولى نوعا رئيسيا من خلايا البيروفيسكايت الشمسية المتقدمة من تجاوز عتبة الكفاءة البالغة 30 في المائة.

ونُشرت نتائج هذا البحث الرائد الذي قاده الأستاذ تان هاي رن من جامعة نانجينغ، والأستاذ تشانغ تشاو من معهد العلوم الوطني للابتكار على موقع مجلة "نيتشر" يوم الثلاثاء الماضي بتوقيت بكين.

وقال تان إنه كان من الصعب تحسين كفاءة خلايا البيروفيسكايت، حيث يرجع ذلك بشكل رئيسي إلى صعوبة التتبع والتحكم بدقة في الشحنات الكهربائية أو الناقلات دون إلحاق تلف بالخلايا.

وللخروج من عنق الزجاجة، استخدم الباحثون بقيادة تشانغ تقنية كشف غير مدمرة تعتمد على إشعاع التيراهيرتز الذي يعمل كماسح دقيق، ما يسمح للعلماء بمراقبة حركة الشحنة في الوقت الحقيقي دون التدخل في تشغيل الخلية.

وباستخدام هذه الطريقة، اكتشف الفريق أن كمية كبيرة من الطاقة كانت تُفقد عند الواجهة الرئيسية داخل الخلية.

وللتعامل مع ذلك، قاد تان تصميم طبقة خاصة تُسمى "التحييد ثنائي القطب" التي تعمل مثل شارع أحادي الاتجاه في المدينة، ما يسمح بتوجيه الشحنات بكفاءة ومنع هدرها.

وأكد التحليل باستخدام تيراهرتز نجاح هذه الاستراتيجية في تقليل فقدان الطاقة، وتعزيز تحرك الشحنة بنسبة تزيد عن 68 بالمائة، ما يسمح للشحنات بالسفر لمسافات أطول بكثير.

ووجد تقييم من طرف ثالث أن الخلية الشمسية الجديدة حققت كفاءة معتمدة بنسبة 30.1 بالمائة، وهو الأمر الذي يمثل المرة الأولى التي يتجاوز فيها هذا النوع من الخلايا حاجز الـ30 في المائة، بحسب لين رن شينغ الأستاذ المساعد في جامعة نانجينغ والمؤلف الأول للمقالة.

وأضاف لين: "يوفر البحث استراتيجية جديدة واضحة وعملية لتصميم خلايا شمسية أكثر كفاءة وبتكلفة أقل في المستقبل".