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.
وبينما تتغير خصائص تلك الخلايا في مجموعة من الظروف الجوية فإنها تظل مستقرة بشكل ملحوظ خارج الغلاف الجوي للأرض. 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 هذا العام.
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.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن تصميم خلايا البيروفسكايت الشمسية لتكون مرنة وخفيفة الوزن، مما يتيح دمجها في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك الألواح الشمسية للمباني، وأجهزة الشحن المحمولة، وحتى الأجهزة القابلة للارتداء. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات، لا سيما في معالجة استقرارها على المدى الطويل وتأثيرها البيئي.
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.
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.
وتتطلب خلايا البيروفسكايت طبقات رقيقة جدًا ممتصة للضوء، وعادةً ما تكون المواد المستعملة منخفضة التكلفة ووفيرة، وهذا يقود المدافعين عن الصناعة إلى القول بأنه إذا آُنتِجَت خلايا البيروفسكايت على نطاق خلايا السيليكون ...
حقّقت خلايا البيروفسكايت الشمسية إنجازًا جديدًا، من شأنه أن يُسهم في التغلب على التحديات التي تحدّ من نشرها على نطاق واسع. ... وفي سياق ذلك، يُمكن أن تؤدي العيوب في مواد البيروفسكايت إلى ...
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.
يمكن لخلايا البيروفسكايت الشمسية من تركيبات معينة تحويل الأشعة فوق البنفسجية والمرئية إلى كهرباء بكفاءة عالية ، ما يتيح استخدامها في خلايا هجينة مع مواد ممتصة للأشعة الأخرى مثل السيليكون ...
لم يتسع استخدام خلايا البيروفسكايت حينها على نطاق واسع، نظرا لبعض العيوب التي ظهرت فيها في ذلك الوقت وأبرزها، كفاءتها القليلة التي لا تتعدى نسبة 4%، وكذا التغيرات التي تطرأ على تركيبها الذري مع تغير الظروف المناخية.
علاوة على ذلك، يمكن أن تكون خلايا البيروفسكايت أكثر استدامة في الإنتاج من السيليكون، فهناك حاجة إلى حرارة شديدة وكميات كبيرة من الطاقة لإزالة الشوائب من السيليكون، والتي تنتج الكثير من انبعاثات الكربون، كما يجب أن ...
يمكن لمواد البيروفسكايت أيضًا أن تعمل مع خلايا السيليكون، مما يؤدي إلى إنشاء أجهزة شمسية أفضل 10 تستخدم هذه الخلايا الهجينة البيروفسكايت لالتقاط الضوء بشكل أفضل والسيليكون لتحقيق الفعالية من حيث التكلفة 10 باستخدام ...
يدرس الباحثون نوعًا جديدًا من مادة الخلايا الشمسية شديدة التنوع وهي "البيروفسكايت" والتي يمكن استخدامها في الفضاء.
تُعد خلايا البيروفسكايت الشمسية، إحدى أكثر التقنيات الواعدة للحصول على طاقة شمسية فعالة نظرًا لكفاءتها العالية وقدرتها على إنتاج كميات كبيرة من الكهرباء بنصف تكلفة خلايا السيليكون التقليدية وتأثيرها البيئي المنخفض ...
فبينما تصل خلايا السيليكون إلى كفاءة حوالي 20% في تحويل الطاقة الشمسية، يمكن لخلايا البيروفسكايت أن تتجاوز هذا الرقم وربما تصل إلى أقصى كفاءة نظرية لخلايا السيليكون وهي 29%.
علاوة على ذلك، فإن بنية خلايا البيروفسكايت تمكنها من الحصول على حركية عالية لحاملات الشحنة وأطوال انتشار طويلة، مما يسمح بمرور الإلكترونات عبر الخلايا الشمسية الأكثر سمكًا، مما يؤدي إلى ...
في هذه المقالة, سنخبرك عن خلايا البيروفسكايت الشمسية ونمنحك فهمًا وفهمًا متعمقين للبيروفسكايت!
باتت خلايا البيروفسكايت الشمسية قاب قوسين من تحويل حلم توليد الكهرباء النظيفة في الفضاء، إلى واقع بعد أن ظل يراود خيال العلماء لسنوات طويلة.. وفي يوليو/تموز من عام 2023، أعلن باحثون من جامعة سيدني الأسترالية توصلهم إلى ...
برزت خلايا البيروفسكايت الشمسية كابتكار رائد في مجال الطاقة المتجددة ، واعدة بإحداث ثورة في تكنولوجيا الطاقة الشمسية وتسريع انتقالنا نحو مستقبل مستدام.
خلايا "البيروفسكايت" المرنة: كيف سيقود الابتكار الياباني ثورة الطاقة النظيفة في العالم؟ ... تعد الرطوبة ...
كل أنواع خلايا البيروفسكايت الكهروضوئية تحتوي على طبقة واحدة موجبة وطبقة واحدة سالبة على الأقل, ولديها أقطاب كهربائية موصلة أمامية وخلفية لحمل الإلكترونات المشحونة التي امتصت طاقة الفوتونات ونقلها ...
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 ...
باستخدام مركب ميثيل أمونيوم الرصاص ثلاثي الخلايا تم انتاج اول خلايا البيروفسكايت. ولكن هناك مئات الآلاف من المركبات التي يمكن أن تشكل هذا التركيب البلوري.
Image source:EE Power. ما هي خلايا بيروفسكايت الشمسية الكهروضوئية؟ الجزء الثاني: بعد أن تعرفنا في المقال السابق على مادة البيروفسكايت وأهميتها وكفاءة تحويل الطاقة فيها انقر هنا للاطلاع عليها, سنتابع في هذا المقال التعرّف على ...
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% ...
تتشابه تقنية خلايا البيروفسكايت مع الخلايا الشمسية التقليدية في أنها مكونة من غشاء رقيق. ولكن على عكس رقاقات السيليكون، يمكن الطباعة الإلكترونية مباشرة على البيروفسكايت من خلال طبقة زجاجية سفلية.
محمد الحداد طوّر مهندسون في جامعة واشنطن ما يعتقدون أنه أشباه موصلات أكثر ثباتا وأقل سمية للتطبيقات الشمسية باستخدام مادة البيروفسكايت الجديدة، وفق دراسة نشرت يوم 26 يوليو/تموز بمجلة "كيمستري ...
تمكّن العلماء من تطوير نوع من خلايا البيروفسكايت الشمسية فائقة الخفة التي أثبتت إمكانات واعدة في تشغيل الأنظمة المكتفية ذاتيًا من الطاقة، مثل الطائرات دون طيار.
يمكن لخلايا البيروفسكايت الشمسية من تركيبات معينة تحويل الأشعة فوق البنفسجية والمرئية إلى كهرباء بكفاءة عالية ، ما يتيح استخدامها في خلايا هجينة مع مواد ممتصة للأشعة الأخرى مثل السيليكون البلوري الذي يحول ضوء الأشعة ...
ما مميزات وعيوب خلايا البيروفسكايت الشمسية؟ يمكن ترسيب الألواح الشمسية من مادة البيروفسكايت بسهولة على معظم الأسطح . بما في ذلك الأسطح المرنة والمركبة. كما أن المواد خفيفة الوزن ورخيصة ...