ترجمة: ميشيل رحال، الكيمياء العربي
من أجل الطلب على خلايا شمسية مثالية، ذات مردودٍ عالٍ، رقيقة، موثوقة ورخيصة، يقدم بحث جديد من جامعة كورنيل Cornell نظرة كمية إلى الكيمياء المعقدة التي تجعل من هذه الخلايا ممكنةً. حيث تم نشر البحث الجديد في مجلة نيتشر Nature.
يتم ترسيب طبقة رقيقة من مواد كهراضوئية Photovoltaic، من أجل الحصول على الخلايا الشمسية، على سطح ركيزة مثل السيليكون. نوع الطبقة الرقيقة التي قام بها الباحثون من جامعة كورنيل، هي مواد بلورية من البيروفسكيت Perovskites، المكونة من هاليدات المعادن العضوية واللاعضوية، والتي تمت دراستها بشكل واسع لتطبيقات الطاقة الشمسية خلال السنوات السابقة.
توصل الباحثون إلى خلايا شمسية شبه مثالية باستخدام مصدر جديد للسائل، ويسمى بخلات الرصاص غير الحاوية على الهاليدات. في حين تم تحسين الخلايا المعتمدة على البيروفسكيت بسرعة خلال السنوات القليلة الماضية، بقيت بعض الخواص الأساسية لامتصاص المواد للضوء غير مفهومة تماماً. يتم تشكيل الخلايا الشمسية بالطريقة الجديد بدءاً من محلول لجزيئات عضوية ولاعضوية، من ثم يتم ضبط المحلول للحصول على طبقة ملساء، وخالية العيوب من البيروفسكيت، لم يتم الحصول عليها من قبل.
[fusion_builder_container hundred_percent=”yes” overflow=”visible”][fusion_builder_row][fusion_builder_column type=”1_1″ background_position=”left top” background_color=”” border_size=”” border_color=”” border_style=”solid” spacing=”yes” background_image=”” background_repeat=”no-repeat” padding=”” margin_top=”0px” margin_bottom=”0px” class=”” id=”” animation_type=”” animation_speed=”0.3″ animation_direction=”left” hide_on_mobile=”no” center_content=”no” min_height=”none”]
بدأ الباحثون باستخدام عدة مصادر من محاليل خلات الرصاص وتمت دراسة الوظيفة التي تلعبها الأيونات المشحونة سلباً أثناء تشكيل الطبقة. بفضل مساعدة Cornell High Energy Synchrotron Source، قاموا بتوصيف الطريقة التي يتغير بها البنية البلورية للبيروفسكيت، اعتماداً على نوع محلول خلات الرصاص المستخدم. من خلال هذه الطريقة استطاعوا معرفة أية مادة هي الأفضل.
إنّ الطريقة التي توصلوا إليها من أجل الحصول على الخلايا الشمسية هي بسيطة وتحدث بخطوة واحدة، بعملية تعرف باسم صب المحلول Solution Casting Process، مما يجعل منها طريقة جذابة للتطبيقات التجارية.
يقول أولي وايسنر Uli Weisner أحد أعضاء الفريق البحثي: “بانتقاء كيمياء المادة البادئة وبواسطة طريقة صب المحلول بخطوة واحدة، تمكننا من الحصول على طبقات من البيروفسكيت الملساء، متجاوزين طريقة الأفلام المرسبة من الطور الغازي، فتوصلنا لرقم قياسي، كون العملية ذات كفاءة عالية في حفظ الطاقة”.
تم التوصل إلى هذا البحث بالتعاون ما بين أربع جامعات: جامعة كورنيل، أوكسفورد، كامبريدج في إنكلترا، وجامعة نانجينغ في الصين.
المصدر:
Researchers report better solar cells through chemistry. Cornell Chronicle. (n.d.). Retrieved February 23, 2015, from http://news.cornell.edu/stories/2015/02/researchers-report-better-solar-cells-through-chemistry
[/fusion_builder_column][/fusion_builder_row][/fusion_builder_container]
طاقه متجدده بقوة ورائعه …