وفي هذا الاتجاه، هناك جهود يبذلها العلماء من أجل تحسين كفاءة الطاقة المُنتجة من الألواح الشمسية وذلك من خلال تطوير تكنولوجيا الخلايا الشمسية والاعتماد على مواد أخرى جديدة غير السيلكون ...

ما هي الخلايا الشمسية العضوية؟

تعتبر الخلايا الشمسية العضوية واحدة من التقنيات الحديثة في مجال توليد الطاقة النظيفة التي تجذب اهتمام العديد من الباحثين والمستثمرين في مختلف أنحاء العالم. فبفضل قدرتها على تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية باستخدام مواد عضوية شبه موصلة، تعتبر هذه التقنية خطوة هامة نحو تعزيز الاستدامة والحد من اعتمادنا على مصادر الطاقة التقليدية والملوثة.

ما هي الفوائد التي يحققها هندسة جزئيات الخلايا الشمسية العضوية؟

ويشير البحث الذي نشر في مجلة Nature أن هندسة جزئيات الخلايا الشمسية العضوية بهذه الطريقة التي تحد من زيادة عملية إعادة التركيب ) في الإكسيتونات الثلاثية (التي تسبب الفواقد) يرفع كفاءة الخلايا إلى مابقارب 20٪ أو أكثر الأمر الذي يعد ثورة حقيقة لهذا النوع من الخلايا.

ما هي سلبيات الخلايا الشمسية؟

وفي الحقيقة، فإن الخلايا الشمسية المستخدمة في العالم حاليا ليست فعالة بدرجة كافية، فهي لا تستطيع تحويل كل الطاقة الشمسية التي تمتصها إلى كهرباء، وليست قريبة حتى من تحقيق هذا الهدف، وأكبر سلبياتها هو ثمنها المرتفع، فهذه الخلايا مصنوعة من مادة السيليكون الباهظة الثمن، حتى أن سعر الطاقة الشمسية أغلى من طاقة الرياح أو الطاقة المائية.

ماذا يحدث عند فقدان الالكترونات في الخلايا الشمسية؟

ومع ذلك ، يمكن فقدان الإلكترونات في الخلايا الشمسية من خلال عملية تسمى إعادة التركيب (recombination)حيث تفقد الإلكترونات طاقتها – أو حالة الإثارة – وتعود إلى حالة “الثقوب” الفارغة. نظرًا لوجود جاذبية أقوى بين الإلكترون والثقب الموجود في المواد القائمة على الكربون مقارنةً بالسيليكون.

كيف تنتج الخلايا الشمسية الكهرباء؟

تولد الخلايا الشمسية العضوية الكهرباء عن طريق محاكاة لعملية التمثيل الضوئي الطبيعية الموجودة في النباتات. إلا أنها تستخدم في النهاية طاقة الشمس لتوليد الكهرباء بدلاً من تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى جلوكوز. عندما يصطدم الفوتون بخلية شمسية فإن الإلكترون يُثار بالضوء (الفوتون) ويترك وراءه “ثقبًا” (hole) في التركيب الإلكتروني للمادة.

ما الفرق بين الخلايا الكهروضوئية العضوية والغير عضوية؟

إنّ أهم ما يميّز الخلايا الكهروضوئية العضوية هو وزنها الخفيف ومرونتها العالية, مقارنةً بالخلايا الكهروضوئية التقليدية, مما يتيح إمكانية أكبر في تكييفها (تطويعها) واستخدامها على مساحات واسعة وفي أماكن يصعب استخدام الخلايا الكهروضوئية التقليدية فيها.