الباحثون الروس يصممون ألواحا شمسية تعمل في جميع الأحوال الجوية

أفاد المكتب الصحفي في الجامعة الوطنية للبحوث التكنولوجية “ميسيس”NUST MISIS بأن الباحثين قاموا بتكييف تقنية تطبيق طبقات أشباه الموصلات من المحولات الكهروضوئية غير مادة السيليكون مع المعايير الصناعية. ويعتقد الباحثون أن عملية التكييف هذه سوف تقلل من التكلفة وتبسط عملية إنتاج الألواح الشمسية التي يمكن أن تعمل في جميع الأحوال الجوية.

وبحسب رأي الباحثين، فإن بلورات السيليكون المستخدمة اليوم في إنتاج الألواح الشمسية معقدة ومكلفة في التصنيع، كما أن هناك قيود كبيرة على استخدام هذه البلورات أثناء التشغيل. وكبديل لمادة السيليكون يجري العمل مؤخراً على دراسة مواد البيروفسكايت بشكل مكثف في جميع أنحاء العالم. وكما أشار العلماء فإن فاعلية وكفاءة خلايا البيروفسكايت الشمسية اليوم قد وصلت بالفعل إلى مستوى فاعلية وكفاءة خلايا السيليكون التجارية.

يعمل الباحثون منذ عام 2015 في جامعة NUST MISIS على تصميم خلايا شمسية وأجهزة كشف ضوئية تعتمد على مادة البيروفسكايت. وقد تمخض عن عمل الفريق العلمي تقنية توفر ثباتاً عالياً وتألقاً لطبقات البيروفسكايت وتكييف التطبيقات الحديثة مع المعايير الصناعية.

في هذا الإطار، أشار أرتور إشتييف، الباحث في مختبر الطاقة الشمسية الواعدة لدى جامعة NUST MISIS قائلاً:

“لقد أظهرنا كيفية تشكل طبقات البيروفسكايت عن طريق الترسيب الكيميائي (CVD) من الطور الغازي في عملية من خطوة واحدة. وسوف يسمح استخدام الطريقة القياسية جنباً إلى جنب مع التوليف الكيميائي الميكانيكي بالارتقاء إلى المستوى الصناعي. بالإضافة إلى ذلك، قمنا بتوضيح وشرح خصائص الثبات العالي والتألق للبيروفسكايت غير العضوي وخاصة إبراز CsPb2Br5 للحصول على أفضل الخصائص البصرية في جميع المراحل التكنولوجية”.

يؤكد الباحثون أن طريقة CVD هي الآن معيار الصناعة لإنتاج مصابيح LED أو ما يسمى “الثنائي الباعث للضوء” والخلايا الشمسية. وبحسب قولهم فإنه من الممكن إدخال تقنيات البيروفسكايت في خطوط الإنتاج الحالية دون استبدال الآلات والمعدات.

وأضاف الباحث أرتور إشتييف، أنه سيتم الآن القيام بعملية تصنيع واسعة النطاق لخلايا البيروفسكايت الشمسية والصمامات الثنائية الباعثة للضوء وسوف تنتشر في الإلكترونيات الصناعية والاستهلاكية، مع الإشارة إلى أن الميزة الأساسية التي تتمتع بها هي تكلفة الإنتاج المنخفضة وخصائص الإنتاج العالية.

وأوضح أرتور إشتييف، قائلاً:

“على عكس السيليكون، فإن مادة البيروفسكايت تضمن عملية التوليد ضمن ظروف الضوء المبعثر والإضاءة المنخفضة. ناهيك عن حقيقة أن لوحة بيروفسكايت الشمسية تعمل في جميع الظروف الجوية وحتى داخل الأبنية. وهذا يوسع نطاق التطبيق – على سبيل المثال – لتغذية الأجهزة الثابتة والأجهزة المتنقلة، مثل الساعات والهواتف الذكية بالطاقة المستقلة”.

في هذا الصدد، قام الباحثون في جامعة “ميسيس” NUST MISIS بتنظيم دورة تجميع كاملة لخلايا البيروفسكايت الشمسية. في إشارة إلى أنه ضمن ظروف المختبر يتم تجميع الخلايا الشمسية خلال 5 ساعات بدءاً من الزجاج وانتهاءً بالمنتج النهائي. علماً أن هذه التقنية قد حصلت بالفعل على براءة اختراع وهي جاهزة لاستخدامها في التصنيع على نطاق واسع والمنافسة مع نظائرها من السيليكون. وفي هذا السياق لا بد من التنويه إلى أن الباحثين يعملون على جذب الاستثمارات ويبحثون عن شركاء صناعيين.

الهدف الرئيسي والمهم للباحثين من مختبر الطاقة الشمسية هو الارتقاء بأجهزة البيروفسكايت إلى مرحلة الإنتاج والتصنيع واسع النطاق. ويعتقد الباحثون أن مصادر الطاقة المتاحة سوف تصب في تحسين البنية التحتية للطاقة في روسيا والأسواق الخارجية.