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.
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.
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.
يمكن تقسيم البيروفسكايت إلى نوعين: المتكافئ وغير المتكافئ. الصيغة العامة هي نفسها المعروفة ب ABX3, إذ يمثل الجزء A بعناصر ك:Ca2+, Mg2+, Ba2+, Na+, K أو غيرها من العناصر، أما الجزء B فيمثل بعناصر ك:Nb5+, Ti4+, Fe2+, Fe3+, Mg2+, Ca2+, Na+ وغيرها من العناصر.
وفي هذا السياق، اكتشف مهندسون من جامعة “كولورادو بولدر” طريقةً جديدةً لتصنيع خلايا البيروفسكايت الشمسية. هذه الطريقة الجديدة لإنتاج خلايا البيروفسكايت يمكن أن تؤدي إلى ثورة في قطاع الطاقة الشمسية، وهذا عن طريق خفض تكلفة بناء وتشغيل الأنظمة، ورفع كفاءة عملها بما يتناسب مع تطبيقات عديدة، مثل السيارات الكهربائية، وإضاءة المنازل.
وجمع الباحثون خلية شمسية من البيروفسكايت وخلية شمسية من السيليكون، لإنشاء نصف خلية مزدوجة الوصلات، ما يوفر قاعدة مثالية لربط خلية البيروفسكايت الشمسية المدمجة مع السيانات، حسبما نشره موقع "تك إكسبلور" Tech Xplore.
ولكن في الآونة الأخيرة برز اسم البيروفسكايت كثيراً في مجال الطاقة المتجددة وتحديداً الخلايا الشمسية. ما هو البيروفسكايت؟ البيروفسكايت هي مواد كهروضوئية وفيرة رخيصة الثمن.
حققت الخلية الشمسية الترادفية الناتجة زيادة قدرها 50 ملي فولت في جهد التيار المفتوح وكفاءة تحويل طاقة ثابتة معتمدة بنسبة 29,3 في المائة - وهي واحدة من أعلى الكفاءات للخلايا الترادفية المصنوعة من البيروفسكايت والسيليكون ...
في عام 2019 ، تلقى Ginger والمتعاونون في Georgia Tech تمويلًا من مكتب تقنيات الطاقة الشمسية التابع لوزارة الطاقة الأمريكية (SETO) لتطوير استراتيجيات تخميل جديدة ومواد جديدة لجمع الشحنات ، مما يسمح للخلايا الشمسية من البيروفسكايت ...
في هذا البحث المنشور، يفيد الباحثون بتكوين طبقة بينية بين طبقة ناقلة للإلكترونات مصنوعة من ثاني أكسيد السيليكون وطبقة ممتصة للضوء من هاليد البيروفسكايت.
يشهد المؤتمر مناقشة سبل تعزيز موثوقية تقنية خلايا البيروفسكايت الشمسية، والأشواط التي تم قطعها لزيادة قدرتها على التحمل وتحسين استقرارها، علاوة على الدراسات الأساسية حول عمليات التدهور على نطاق النانو، وتصميم خلية ...
أخيرًا، يُتوقع أن تحقق خلايا البيروفسكايت الشمسية قدرة طاقة أعلى من نظيراتها من السيليكون؛ لأنها قادرة على امتصاص طيف أوسع من موجات الضوء المرئي.
طورت بعض الدراسات الحديثة خلايا بيروفسكايت قادرةً على تحقيق كفاءة تزيد عن 15%. وفي نوفمبر 2022، سجل علماء بقيادة هاو تشين من جامعة تورنتو رقمًا قياسيًا جديدًا لكفاءة الخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت.
وبهذا نتوصل لتعريف مهم جداّ في مجال الطاقة الشمسية الكهروضوئية, وهو كفاءة تحويل الطاقة PCE, وهي كمية الطاقة الشمسية التي يمكن تحويله إلى كهرباء باستخدام الخلية الشمسية الكهروضوئية, وتبلغ ...
على الرغم من أن كلاً من البيروفسكايت والسيليكون عبارة عن مركبات كيميائية بلورية، إلا أن تكلفة تصنيع خلايا البيروفسكايت الشمسية تبلغ نصف تكلفة تصنيع خلايا السيليكون الشمسية تقريبًا.
بالإضافة إلى ذلك، وجد الباحثون أن التجاويف هي عامل مقيد في كفاءة تحويل الطاقة الإجمالية للخلايا الشمسية القائمة على البيروفسكايت؛ لذلك، فإن تصحيح الخلل يمكن أن يساعد أيضًا في إنشاء ألواح شمسية أكثر كفاءة.
يفتح أكبر مصنع لخلايا البيروفسكايت الشمسية في العالم طاقة أمل في استعمال هذا النوع من المنتجات على نطاق واسع، فيما يُعد أكبر اختبار لها أمام نظيرتها المصنوعة من السيليكون في سوق الطاقة الشمسية شديدة التنافسية.
قاد هذا الاختبار فريق بحثي بقيادة المؤلف الأول راندي عزمي، زميل ما بعد الدكتوراه في مختبر البروفيسور ستيفان دي وولف للخلايا الشمسية في كاوست، حيث استطاعوا التغلب على مكمن الضعف الدائم في الخلايا الشمسية المصنوعة من ...
واحدة من أهم التقنيات التي أحرزت تقدماً كبيراً من حيث الإنتاج والمردود هي خلايا البيروفسكايت (Persovskite) والتي سنتعرف إليها في هذه السّلسلة من المقالات والتي تبدأ بهذا المقال.
2024/9/25 ٢٥ سبتمبر ٢٠٢٤. إنه أكثر كفاءة من الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون القياسية. تصنيع البروفسكايت ...
وقد طرأت تطوّرات عديدة على مستوى مردود خلايا البيروفسكايت؛ إذ لم تكن بدايةً خلايا جذابة للاستثمار؛ إذ بلغ المردود أقل من 4% قبل عام 2009 كما ذكرنا في مقال سابق، حتى أنها لم تكن مستقرة الأداء، وفي عام 2012 وصل المردود إلى 10% ...
الباحثون يستخدمون شعر الإنسان لتحسين خلايا البيروفسكايت الشمسية. تتمثل التحديات الكبيرة في مجال خلايا البيروفسكايت الشمسية في حل استقرار الجهاز ليكون قادرا على العمل لمدة 20 عاما أو أكثر وتطوير طريقة تصنيع مناسبة ...
مع تفاقم أزمة تغير المناخ وازدياد الحاجة إلى حلول طاقة مستدامة، تبرز الخلايا الشمسية المصنوعة من ...
تطبيقات خلايا البيروفسكايت الشمسية. 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 ...
سيتم تثبيته خصيصًا لهذا المشروع؛ ما يتيح للباحثين التحقيق في بنية المستوى الذري للخلايا الشمسية. الهدف النهائي هو المساعدة في تحسين قوة تلك الخلايا؛ بحيث يمكن الاعتماد عليها لعقود قادمة.
وقد يساهم هذا الاكتشاف في تحفيز عملية تسويق الخلايا الشمسية المصنعة من معدن البيروفسكايت ومادة السيليكون، حيث تشير النتائج التي توصل اليها علماء كاوست إلى أن خلايا البيروفسكايت العلوية الخالية من مركبات البروميد ...
على نحو عام فإن هيكل البيروفسكايت هو عبارة عن هيكل ثلاثي الأبعاد بثمانية أوجه (bx6) كما يوضح الشكل (2) وتتوزع الأيونات الموجبة ( الكاتيونات) a في اثني عشر موقعاً، في حين أنه تتوزع الكاتيونات b في ست ثنائيات ( الشكل 2)، وعمومًا ...
التحدي الأساسيّ في تصنيع الألواح الشمسية من البيروفسكايت على نطاق تجاريّ هو عملية طلاء هذه المادة شبة الموصلة على الألواح الزجاجية، التي تشكل اللبنات الأساسية للخلايا الشمسية.
وأضاف أن خلايا البيروفسكايت تتّسم -كذلك- بخفّة الوزن والشفافية والمرونة؛ ما يجعلها ملائمة لكثير من الاستعمالات والتطبيقات التي من الممكن أن تشكّل طفرة في استعمال العالم للخلايا الشمسية، وتوظيفها في الحصول على ...
ويعمل علماء في جميع أنحاء العالم على تطوير تكنولوجيا البيروفسكايت لأكثر من عقد، وفي غضون سنوات قليلة، ارتفعت كفاءة تحويل الطاقة لخلايا البيروفسكايت من نحو 4% إلى أكثر من 25%.
ثلاثة مخططات هيكلية نموذجية للخلايا الشمسية بيروفسكايت: (أ) هيكل mesoporous. (ب) هيكل مستو منتظم ؛ (ج) هيكل مستو مقلوب. عادة ما يتم تقسيم خلايا البيروفسكايت الشمسية إلى هياكل جهاز (مقلوبة) عادية ...
اكتُشف البيروفسكايت لأول مرة عام 1839، وأثبت العلماء في عام 2009 خصائصه الكهروضوئية، وتم إنتاج أول خلية شمسية منه في عام 2011، بكفاءة بلغت 3.5%.
تكنولوجيا الطاقة الشمسية هي مصدر مستدام للطاقة، إذ تستخدم طاقة الشمس المجانية وغير المحدودة لتوليد الكهرباء وتسخين الماء. خلايا البيروفسكايت الشمسية