[the_ad_placement id="scine_before_content"]

تقدم معرفي مفاجئ في علم الخلايا الشمسية يوضح أرجحية أن المادة العجيبة تكون مصاغة في طبقة وشاح الأرض

تمكن العلماء من حل المعضلة الأساسية التي أعاقت استخدام المادة العجيبة في الجيل الجديد من الخلايا الشمسية.

مهد هذا التقدم المعرفي الطريق للوصول إلى بيروفسكايت معدني ومحبّذ وواسع الاستخدام، والذي سينقل الصناعة الشمسية إلى مجال كهرضوئي أقل تكلفة وأكثر كفاءة، وفقًا لباحثين من أستراليا ممن حققوا هذا الاكتشاف.

بيروفسكايت، والتي هي مادة تتشكل عميقًا داخل وشاح الأرض، نودي بإمكانيتها البديعة في تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء. رفع الباحثون كفاءتها في تحويل ضوء الشمس إلى طاقة من قرابة 3% إلى 20% وذلك في بضع سنين فقط.

في تصريح له عن بيروفسكايت في العام 2017، قال زي فالي فارديني Z.Valy Vardeny أستاذ علم المواد في جامعة يوتا: «إنها مادة معجزة وخارقة».

في ذلك الوقت، كان يُعتقد أن هذه المادة تحتاج لعشر سنوات على الأقل كي تصل إلى نقطة يمكن عندها أن تستخدم في الخلايا الشمسية التجارية، على أي حال يمكن للتقدم المعرفي الأخير أن يحقق فهمًا أوسع لهذه التقنية بشكل أسرع بكثير من تلك المدة.

يصرح الدكتور هول Dr Hall من جامعة ملبورن بالتالي: «شكلت هذه المادة واحدة من الاكتشافات الفريدة التي تسمع بها أحيانًا في مجال العلوم». وأضاف: «كنا بصدد إجراء عملية قياس، باحثين عن شيئ آخر، ثم صادفتنا هذه العملية والتي بدت في ذلك الوقت أنها غريبة تمامًا. على أي حال، أدركنا بسرعة أنه اكتشاف مهم».

تمكن العلماء بمساعدة باحثين من جامعة سيدني من استخدام نمذجة حسابية لحل معضلة عدم الاستقرار في المادة خلال تعرضها لضوء الشمس.

كان الحل غير المرجح يقوم على إلغاء الاضطراب الذي يسببه الضوء عند الكثافات الدنيا عبر تركيز الضوء بشعاع عالي الكثافة.

يقول الدكتور ستيفاني بيرناردي من جامعة سيدني: «في يوم مشمس عادي، تكون الكثافة منخفضة جدًا، لأم هذه التشوهات تكون موضعية». وأضاف: «لكن إن عثرت على طريقة لرفع التنبيه فوق عتبة معينة، كاستخدام مركِّز أشعة الشمس على سبيل المثال، عندئذ يختفي هذا التمييز».

كما صرح الدكتور هول: «أظهرنا أنه بمقدورك حقًا استخدام المادة في الحالة التي ترغب استخدامها بها، ، كل ما عليك فعله في حالة الخلايا الشمسية هو تسليط المزيد من الضوء عليها».

يمكن أن يكون لهذا البحث تأثيرًا عظيمًا على تخزين المعلومات، حيث تقدم بيروفسكايت طريقة مثيرة لزيادة السعة الممكنة للجهاز.

نشرت الدراسة المفصلة لنتائج البحث يوم الإثنين في دورية Nature Materials.

المصادر: 1