استطاع باحثون في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) تطوير طريقة جديدة تسهم في تحسين أداء الخلايا الشمسية الترادفية من البيروفسكايت والسيليكون تؤدي إلى رفع أداء الخلايا وزيادة استقرارها.
كاوست تحسن من أداء الخلايا الشمسية
وتم اختبار هذه الخلايا في ظروف تحاكي الضوء والحرارة الشديدين في شبه الجزيرة العربية. ما يدل على إمكانية استخدامها في البيئات التي تكون ذات الظروف المناخية الشديدة.
وفي هذا الشأن، نشرت المجلة العلمية الشهيرة (ساينس Science) بحثًا جديدًا قام به فريق من العلماء في “كاوست” بقيادة البروفيسور ستيفان دي وولف.
وأظهر أن الكاتيون الكيميائي “تيتراهيدروتريازينيوم” يزيد عدد الروابط الهيدروجينية في البنية البلورية لأفلام البيروفسكايت. ما يحسن كفاءة تحويل الطاقة واستقرار الخلايا الشمسية الترادفية من البيروفسكايت والسيليكون.
ويطلق على الأيونات الموجبة الشحنة مسمى الكاتيونات. حيث يكون لبعض هذه الكاتيونات مثل “تيتراهيدروتريازينيوم” تأثير إيجابي على استقرار أفلام البيروفسكايت.
فضلًا عن تحسين جودتها الإلكترونية من خلال تقليل انفصال أيونات الهاليد في الشبكة البلورية المكونة لها.
ويذكر أن تصنيع جزيء “تتراهيدروتريازينيوم” وعزله كان أمرًا معقدًا جدًا، إلا أن ذلك بات في متناول اليد بفضل جهود مجموعة بحثية مختلفة قامت العام الماضي بتحسين مسار تصنيعه عن طريق إضافة كلوريد الميثيلينديامونيوم.
نتائج الدراسة
وأظهر فريق دي وولف أن المادة المضافة عززت دمج كاتيونات”تيتراهيدروتريازينيوم” في شبكة البيروفسكايت.
وكانت النتيجة خلايا شمسية ترادفية من البيروفسكايت والسيليكون بكفاءة تحويل الطاقة بنسبة 33,7%. واستقرار أكبر بعد 1500 ساعة من الاختبار مقارنة بالخلايا المصنعة بدون الكاتيونات.
وأكد “دي وولف” أن النتائج التي تم التوصل إليها على نطاق المختبر تحتاج إلى تعاون الصناعة قبل دمج “تيتراهيدروتريازينيوم” في التصنيع التجاري لخلايا البيروفسكايت والسيليكون الترادفية.
الهدف من دراسة كاوست
وأضاف :” جهودنا في المختبر لتقليل فقدان الأداء بتكلفة أقل تعتبر جهودًا علمية. كما يمكن أن تؤدي هذه التحسينات المتكررة إلى آثار صناعية كبيرة. ولكن يتوجب وجود شركاء أولًا لنظهر كيفية نقل النتائج التي توصلنا إليها إلى نطاق أوسع”.
وفي سياق متصل، مضت جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية “كاوست” في قيادة دراسة بحثية دولية حول التنوع البيولوجي للغطاء النباتي في المناخات الجافة.
وتكشف وجود مستوى مرتفع وغير متوقع من التنوع الوظيفي للنباتات في الأراضي الجافة القاحلة. كذلك مناطق الرعي في كل أنحاء العالم.
المصدر