يتحدث الكاتب بيتر فيجنورن في هذا المقال عن تركيب بلوري جديد يعتبر أملاً لجعل الطاقة الشمسية المنافس الحقيقي لمصادر الطاقة الكربونية، فيقول:

Perovskite” بروفسكيت” هذه الفئة من المعادن البلورية لديها التركيب الجزيئي المناسب بشكل مثالي لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء. العلماء في جامعة أكسفورد ومختبرات أخرى يسارعون الآن لتصنيع الخلايا الكهروضوئية لتوليد الطاقة الشمسية من ذلك المعدن.

إن الألواح الشمسية اليوم أرخص من أي وقت مضى، وذلك بفضل الدعم الحكومي ودخول شركات عديدة للسوق، لكن هذه الألواح ليست في متناول الجميع بما يكفي لجعلها المصدر الذي يلغي مصادر الطاقة التقليدية. ولكن بعد دخول المعدن البلوري Perovskite” بروفسكيت” الأمر سيختلف كليًّا.

 

خلال خمس سنوات فقط سيتم توليد الطاقة الشمسية عبر ألواح مصنوعة من Perovskite” بروفسكيت”. معمليًّا نمت معدلات التوليد بزيادة خمسة أضعاف تقريبًا، أي من 3.8 إلى ما يقرب من 20%. قارن ذلك أيضًا بالتباطؤ في النتائج التي استغرقتها تكنولوجيا السيليكون، الذي وصل لنفس النتائج خلال ثلاثة عقود. اليوم، ألواح السيليكون التجارية أعلى بنسبة 18%.

إن خلايا Perovskite” بروفسكيت” يمكنها أن تتعدى هذه المعدلات، ولها ميزة إضافية تتمثل في كونها رخيصة وسهلة التصنيع. إنها يمكن أن تقلل من “التكلفة لكل واط” من الطاقة الشمسية لأقل من النصف. بالإضافة إلى ذلك، بعض الخلايا التجريبية هي شفافة جزئيًّا، لذا فإن أحد الباحثين في جامعة أكسفورد “هنري سنيث” يرى أن من أهم التطبيقات المحتملة هي النوافذ المنتجة للطاقة. ولكن لجميع من يرى أن Perovskite” بروفسكيت” هو حل واعد فإن العلماء ما يزالون بحاجة إلى معالجة ثلاثة تحديات كبيرة.

1 – أفضل الإصدارات المنتجة “مسممة”

المشكلة: لرفع كفاءة خلايا Perovskite” بروفسكيت” يتم استخدام الرصاص، وهو الأمر الذي يثير مخالفات قانونية.

الحل: اكتشف هذا الربيع، فقد استبدل الباحثون من فريقين منفصلين الرصاص بالقصدير. إن الخلايا القائمة على القصدير كفاءتها 6٪ فقط، لكنهم ما زالوا في أيامهم الأولى. يقول نورث ميركوري كانتزيدي من نورث وويسترن: “نظريًّا، ليس هناك سبب حتى لا يمكنها أن تنتج بنفس الكفاءة”.

 

2. تأثير الرطوبة والعوامل الجوية سلبي ويؤدي إلى التآكل

المشكلة: التركيب البلوري لـ Perovskite” بروفسكيت” يذوب عندما تزداد الرطوبة. يقول “براين هاردن” عالم المواد والمؤسس المشارك لبدء محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية: “إن الصفات التي تجعل Perovskite” بروفسكيت” مميز قد لا تجعله مستقر”.

الحل: إن وضع مقاوم للظروف الجوية على الخلايا منجز، ولكن من شأنه أن يزيد التكلفة.

 

3. الاستمرارية والمستقبل

المشكلة: لأن هذه الخلايا جديدة، فإنها لم تختبر لأعوام من التعرض للشمس والحرارة، فقد تتكسر قبل خلايا السيليكون.

الحل: معظم معامل الاختبارات لم تختبر بعد المتانة، ولكن “براشانت كامات” في جامعة نوتردام يقول إن الاستخدام في درجات الحرارة العادية قد لا يشكل أي مشكلة.

عرض التعليقات
تحميل المزيد