Top

كاوست بالتعاون مع فريق دولي تطور تقنية جديدة لرفع قدرة وأداء الألواح الشمسية

14 يناير 2021 أبحاث

نموذج أولي لخلية شمسية ترادفية ثنائية الجانب مصنوعة من معدن البيروفسكايت والسيليكون يجري اختبارها ميدانيًا في كاوست. (تصوير: ميشيل دي باستياني)

قام فريق من باحثي جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) من خلال تعاون بحثي دولي شمل باحثين من جامعة تورينتو للهندسة ومعهد كارلسروه للتكنولوجيا، وجامعة بولونيا، بتطوير خلية شمسية ترادفية ثنائية الجانب، تضم أفضل تقنيات البيروفسكايت والسيليكون، وتتيح هذه التقنية الجديدة زيادة أداء الألواح الشمسية ورفع قدرها على توليد الطاقة من أشعة الشمس بصورة كبيرة.

وتم نشر نتائج هذه العمل التعاوني في مجلة نيتشر للطاقة (Nature Energy)، التي وصفت كيف صمم الفريق جهاز من معدن البيروفسكايت والسيليكون يمكنه كسر حدود الأداء الحالية للخلايا الشمسية ذات التصاميم الترادفية والتي يمكنها تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء بشكل أكثر كفاءة مقارنة بالخلايا الشمسية التقليدية المصنوعة من السيليكون فقط.

وتصف مجلة نيتشر للطاقة كيف تمكن الباحثون في هذه البحث من تجميع المزيد من الطاقة باستخدام خلايا شمسية ذات تصميم ترادفي ثنائي الجانب يمكنه امتصاص أطوال موجية إضافية من الضوء، وفي الوقت نفسه زيادة تيار الخلية الكهربائية عبر جمع الضوء الشمسي غير المباشر والمنعكس من الأرض والذي يعرف علمياً بمصطلح " الوضاءة أو البياض"، يقول الدكتور ميشيل دي باستياني، المؤلف الرئيسي المشارك في هذه الدراسة: "من خلال استغلال البياض، يمكننا الآن توليد تيارات أعلى من التيارات الترادفية التقليدية، دون أي زيادة في تكاليف التصنيع".

وقام الفريق بعمل المزيد من التجارب والاختبارات الميدانية على هذه الخلايا الشمسية الترادفية ثنائية الجانب وحققوا كفاءات عالية تتجاوز أي لوحة شمسية تجارية من السيليكون، يقول البروفيسور ستيفان دي وولف الأستاذ المشارك في هندسة وعلوم المواد في كاوست :" باتت الخلايا الشمسية ثنائية الوجه المصنوعة من السيليكون فقط تستحوذ على حصة متزايدة في سوق الخلايا الكهروضوئية ، حيث يمكن أن تؤدي إلى زيادة في الأداء بنسبة 20٪ نسبيًا، ومن خلال تبني تصاميم ترادفية متطورة تعمل على دمج البيروفسكايت مع السيليكون ستكون لدينا القدرة على توليد طاقة عالية جدًا من الخلايا الشمسية و بتكلفة معقولة جداً ".