سعوديون وأمريكيون يطورون خلايا شمسية ذات كفاءة عالية

المهندس أمجد قاسم

كاتب علمي

          تعتبر الخلايا الشمسية أحد أهم مصادر الطاقة البديلة والمتجددة ، وقد شهدت هذه الخلايا تطبيقات واسعة في كافة مناحي حياتنا اليومية .

          وبالرغم من التوسع المطرد في مجالات استخدامها ، إلا أنها ما زالت تواجه بعض العقبات والصعوبات ، من أهمها قلة كفاءة هذه الخلايا التحويلة للطاقة ، وارتفاع ثمنها .

          من هنا فقد عكف فريق من الباحثين بجامعة ألينوي الأمريكية بقيادة الفيزيائي الأمريكي العربي الأصل منير نايفة وبالاشتراك مع باحثين في المملكة العربية السعودية ، على تطوير هذه الخلايا مستفيدين من تقنية النانوتكنولوجي ، حيث اكتشفوا انه عند وضع غشاء رقيق للغاية من دقائق السيليكون المجهرية في داخل الخلايا الشمسية السيليكونية ، فإن الطاقة التحويلة لهذه الخلايا تزداد بشكل كبير وبنسبة قد تصل إلى اكثر من 60 % على نطاق الأشعة فوق البنفسجية وبنسبة تحسن تصل إلى 10% على نطاق الضوء المرئي.

          هذا التطور الكبير في عمل الخلايا الشمسية ، جاء ثمرة جهود حثيثة قام بها فريق العمل بالاشتراك مع مؤسسة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية وبدعم مباشر من صاحب السمو الأمير الدكتور تركي آل سعود.

          ويوضح الدكتور نايفة أهمية إنجازهم بقوله إن مثل هذا الغشاء الرقيق جدا يتميز بجودة عالية ، ويتكون من السيليكون عالي النقاء ، وبسمك يصل إلى واحد نانومتر ( النانومتر يساوي واحد من مليار من المتر ) ، وقد بينت التجارب التي أجريت مدى التطور في قدرة تلك الخلايا على تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية ، ويضيف الدكتور نايفه انه في الخلايا الشمسية التقليدية يتم تبديد جزء من الطاقة الشمسية الساقطة على الخلايا الكهروضوئية على شكل طاقة حرارية لا يتم الاستفادة منها .

           هذه الخلايا الجديدة والمتطورة للغاية والتي تستخدم فيها تقنية النانو ، يتم إنتاجها عبر عدد من المراحل ، ففي البداية يتم الحصول على دقائق السيليكون النقية ، ثم تحول إلى جزيئات نانوية صغيرة جدا ، وتغمر في الكحول الأيزوبروبيلي من أجل توزيعها وتفريقها بشكل متجانس ، ثم يتم وضعها على سطح الخلية الشمسية ، وبعد تبخر الكحول الأيزوبروبيلي ، يبقى على سطح الخلايا غشاء رقيق جدا من جزيئات السيليكون النانوية المتراصة بشكل دقيق.

          هذا الإنجاز العلمي سوف يسهم وبشكل فاعل في دعم الجهود الدولية لإنتاج الطاقة من مصادر بديلة ومتجددة ، كما سيسهم - إلى حد ما - في تقليل مشكلة الاحتباس الحراري العالمية والتي أصبحت تهدد مصير واستقرار الإنسانية على كوكب الأرض ، من جانب آخر فإن هذا الإنجاز يعتبر نقلة نوعية في مجال استغلال الطاقة الشمسية نظرا لزيادة كفاءة الخلايا الشمسية المستخدمة حاليا وقلة التكاليف المادية التي يجب إنفاقها لتحسين الخلايا الشمسية التقليدية المستخدمة حاليا