خلايا البيروفسكايت: ثورة علمية في مجال الطاقة الشمسية تُعتبر الطاقة الشمسية واحدةً من أهم مصادر الطاقة المتجددة ، التي تؤدي دورًا بارزًا في تحقيق الاستدامة البيئية، وتلبية احتياجات الطاقة النظيفة المتزايدة للمجتمعات الحديثة.
تُعتبر النتائجُ السابقةُ مشجعةً للغاية، ولكن علينا ألَّا ننسى أنَّ هناك ما يزيد عن 8000 ساعةٍ في العامِ الواحدِ؛ لذا فهناك حاجَةٌ إلى إجراء اختبارات أطول؛ لتحديد مدى تحمل هذه الخلايا الجديدة للعمل الإضافيّ، وسيكون من السابق لأوانه القول بأنَّ خلايا البيروفسكايت تتمتع بالاستقرار نفسه الذي نجده في ألواح السيليكون.
مِن هنا، انطلق ماكغي ومعاونوه لإيجاد طريقة جديدة لطلاء البيروفسكايت على الألواح الزجاجية بشكل يمنع تفاعل المادة مع الهواء، ووجدوا أنَّ إضافةَ مُركب فورمات ثنائي ميثيل الأمونيوم “DMAFo” إلى محلول البيروفسكايت قبل الطلاء يمكن أنْ يمنعَ عمليةَ التأكسد.
تتمتع خلايا البيروفسكايت الشمسية بآفاق تطبيقية واسعة في مجال الطاقة, بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر أنظمة الطاقة الشمسية على الأسطح, محطات الطاقة الشمسية, أجهزة شحن الطاقة الشمسية المحمولة, إمدادات الطاقة للمنطقة النائية, المجالات البحرية والطيران, إلخ.
يقوم العلماء باختبار خلايا البيروفسكايت الشمسية عن طريق وضعها فوق خلايا السيليكون التقليدية لصنع خلايا مُركبة، إذْ يمكن أنْ يؤدي استخدامُ المادتينِ إلى زيادة كفاءة الألواح بنسبة تزيد عن 50%، حيث يمتص كلٌّ منهما جزءًا مختلفًا من طيف الشمس.
وقد وصلت كفاءة التحويل في بعض خلايا بيروفسكايت الكهروضوئية المتعدّدة الطبقات إلى 26%, وقد تمّ العمل مؤخراً على دمج طبقات بيروفسكايت مع خلايا سيليكونية تقليدية بترتيب “خلية ترادفية tandem cell” بحيث يمكن للخلية الناتجة التقاط فوتونات تعجز الخلية الكهروضوئية السيليكونية من التقاطها لوحدها, وبالتالي رفع كفاءة تحويل الطاقة لها.
بعد نتائج أولية جيدة ، قامت إمبريال بربط مجموعات كيميائية بحلقات الكربون لإنشاء حديديات مصممة خصيصًا لخلايا البيروفسكايت ، مع إصدار واحد معين يحسن الترابط بين طبقات البيروفسكايت وبقية ...
كشف علماء من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست)، في دراسة بحثية نشرت في المجلة العلمية الشهيرة نيتشر (Nature)، عن استراتيجية جديدة في تصميم خلايا البيروفسكايت الشمسية تعمل على إطالة عمرها الافتراضي ورفع كفاءتها ...
خلايا "البيروفسكايت" المرنة: كيف سيقود الابتكار الياباني ثورة الطاقة النظيفة في العالم؟ ... ويشير إلى أنه ...
ترسم خلايا البيروفسكايت الشمسية مستقبلًا جديدًا في مسار توليد الكهرباء النظيفة التي تُعد الرقم الصعب في معادلة الحياد الكربوني وتحقيق أمن الطاقة للدول.. وجذبت خلايا البيروفسكايت أنظار العلماء والمتخصصين، بفضل ...
وأشار إلى أن خلايا البيروفسكايت قد ارتفعت كفاءتها من 3% في عام 2009 إلى أكثر من 25% حاليًا، في حين وصلت كفاءة خلايا السيليكون -اليوم- إلى ما دون 25%، على الرغم من وجودها تجاريًا في الأسواق منذ ...
واحدة من أبرز مزايا خلايا البيروفسكايت الشمسية هي تنوعها. ويمكن ضبط هذه المواد بسهولة لاستيعاب نطاق واسع من ضوء الشمس، مما يجعلها ذات كفاءة عالية حتى في ظل ظروف الإضاءة المنخفضة.
كشف علماء من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) في دراسة بحثية نشرت في المجلة العلمية الشهيرة نيتشر (Nature) عن استراتيجية جديدة في تصميم خلايا البيروفسكايت الشمسية تعمل على إطالة عمرها الافتراضي ورفع كفاءتها إلى مستويات تقارن بخلايا السيليكون الشمسية الأكثر تكلفة.
يعمل العلماء في جميع أنحاء العالم على تطوير تكنولوجيا خلايا البيروفسكايت الشمسية لأكثر من عقد، وفي غضون سنوات قليلة فقط، ارتفعت كفاءة تحويل الطاقة (بي سي إي) لخلايا البيروفسكايت من 3.8 إلى ...
كانت الاختبارات التي تُجرى على خلايا البيروفسكايت الشمسية في المختبر تتطلب ارتداء العلماء نوعاً جيداً من أحذية الركض؛ فالمواد كانت تتفكك بسرعة لدرجة ... وفي الوقت الراهن، تصل كفاءة الألواح ...
تعتبر خلايا البيروفسكايت من أكثر التطورات الواعدة في عالم الطاقة الشمسية. مقارنة بخلايا السيليكون التقليدية، تتميز خلايا البيروفسكايت بكفاءة أعلى وإمكانية استخدام طيف أوسع من الضوء.
خلايا البيروفسكايت هي الرائدة في هذا المجال. يمكنها أن تحقق كفاءة تزيد عن 30% عند إقرانها بالسيليكون 4. تجمع الخلايا الترادفية بين المواد للتغلب على حدود الوصلة الواحدة. وقد شهدت تحسنات كبيرة، حيث وصلت كفاءتها إلى 28.1% 2 كما يتم استكشاف خلايا السيليكون البلورية الرقيقة كخيار فعال من حيث التكلفة 2.
من خلال وضع طبقات من خلايا السيليكون التقليدية بمعدن يسمى البيروفسكايت، يقوم علماء المواد بهندسة خلايا شمسية ترادفية أكثر كفاءة تعمل على تعزيز الكفاءة بشكل كبير ، دون عرقلة مسارات تصنيع خلايا السيليكون الراسخة.
تضم خلايا البيروفسكايت في تصميمها القصدير أو الرصاص, وهي مواد جيدة لتصنيع الخلايا الشمسية الكهروضوئية, وتعتبر ذراتها مثالية لتكوين جزيئات مع ذرات أخرى للحصول على مواد أنصاف نواقل, يمكن إثارة إلكتروناتها باستخدام الطاقة الضوئية لإنتاج الطاقة الكهربائية.
يمكن تحقيق زيادة كبيرة في أداء الخلايا الشمسية الترادفية من البيروفسكايت والسيليكون (مثل تلك الموضحة في الصورة أعلاه) عن طريق إضافة طبقة بينية من فلوريد المغنيسيوم. المصدر: إركان أيدين / كاوست ٢٠٢٢.
تتجاوز الكفاءة النظرية للخلايا الشمسية الترادفية البيروفسكايت/سيليكون ثلاثية الوصلات 50%، ما يوفر إمكانات كبيرة لمزيد من التحسينات، خصوصًا في التطبيقات التي تكون فيها مساحة التركيب محدودة. ومن الآن فصاعدًا، يهدف فريق جامعة سنغافورة الوطنية …
في بحث جديد نُشِرَ في 26 فبراير من العام الجاري في مجلة Nature Energy، كشف باحث من جامعة "كولورادو بولد" ومعاونوه عن طريقة مبتكرة لتصنيع خلايا البيروفسكايت الشمسية، الأمر الذي اعتبره المجتمع العلميّ إنجازًا بالغ الأهمية للبدء في تصنيع الجيل القادم من …
أظهرت خلايا البيروفسكايت الشمسية تقدماً ملحوظاً في السنوات الأخيرة، مع زيادات سريعة في كفاءة التحويل الضوئي - الكهربائي، من كفاءة تقارب 3٪ في عام 2006 إلى كفاءة تزيد عن ٢٥% اليوم، بالإضافة إلى ...
تستخدم البيروفسكايت في الخلايا الشمسية خصائص التحويل الكهروضوئي لمواد البيروفسكايت لتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية. لأن مواد البيروفسكايت لديها معدلات امتصاص عالية للضوء ومعدلات نقل إلكترون عالية, تتمتع طاقة البيروفسكايت الشمسية بمزايا …
يشير هذا إلى إمكانية استخدام خلايا البيروفسكايت في تجميع الطاقة بالفضاء؛ لذا كشفت وكالة الفضاء الأوروبية عن أنها ستحقق فيما إذا كانت الأقمار الصناعية يمكنها إرسال الكهرباء إلى الأرض خلال ...
في بحث جديد نُشِرَ في 26 فبراير من العام الجاري في مجلة Nature Energy، كشف باحث من جامعة "كولورادو بولد" ومعاونوه عن طريقة مبتكرة لتصنيع خلايا البيروفسكايت الشمسية، الأمر الذي اعتبره المجتمع العلميّ إنجازًا بالغ الأهمية للبدء في تصنيع الجيل القادم من تكنولوجيا الطاقة الشمسية.
تستخدم البيروفسكايت في الخلايا الشمسية خصائص التحويل الكهروضوئي لمواد البيروفسكايت لتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية. لأن مواد البيروفسكايت لديها معدلات امتصاص عالية للضوء ومعدلات نقل إلكترون عالية, تتمتع طاقة البيروفسكايت الشمسية بمزايا من حيث الكفاءة والتكلفة وهي واحدة من النقاط الساخنة للبحث الحالي.
تتجاوز الكفاءة النظرية للخلايا الشمسية الترادفية البيروفسكايت/سيليكون ثلاثية الوصلات 50%، ما يوفر إمكانات كبيرة لمزيد من التحسينات، خصوصًا في التطبيقات التي تكون فيها مساحة التركيب محدودة. ومن الآن فصاعدًا، يهدف فريق جامعة سنغافورة الوطنية إلى رفع مستوى هذه التكنولوجيا إلى وحدات أكبر دون المساس بالكفاءة والاستقرار.
يعمل جيانغ ليو زميل ما بعد الدكتوراه في مجموعة البروفيسور ستيفان دي وولف في مركز أبحاث الطاقة الشمسية في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) ، على تطوير خلايا شمسية ترادفية عالية الكفاءة من مادة البيروفسكايت ...
خلايا البيروفسكايت هي الرائدة في هذا المجال. يمكنها أن تحقق كفاءة تزيد عن 30% عند إقرانها بالسيليكون 4. تجمع الخلايا الترادفية بين المواد للتغلب على حدود الوصلة الواحدة. وقد شهدت تحسنات كبيرة، حيث وصلت كفاءتها إلى 28.1% 2 كما يتم استكشاف خلايا السيليكون البلورية …