تم الحصول على أداء استثنائي للخلايا الشمسية العضوية من خلال استخدام التكنولوجيا الجديدة

تم الحصول على أداء استثنائي للخلايا الشمسية العضوية من خلال استخدام التكنولوجيا الجديدة

تم الحصول على أداء استثنائي للخلايا الشمسية العضوية من خلال استخدام التكنولوجيا الجديدة

تتكون الخلايا الشمسية العضوية من عناصر عضوية شائعة مثل الكربون والهيدروجين والنيتروجين والفلور والأكسجين والكبريت. موادهم الخام رخيصة ووفيرة ويمكن إعادة تدويرها بسهولة. على الرغم من أن العناصر العضوية الكهروضوئية (OPVs) أخف وزنًا وأكثر مرونة وأرخص في الإنتاج ، إلا أن كفاءتها تظل أقل من تلك التي تستخدمها التقنيات الكهروضوئية الأخرى ، بما في ذلك الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون والبيروفسكايت والترادف. ومع ذلك ، قد يتغير هذا الجانب قريبًا.

في أواخر عام 2018 ، قامت مجموعة من الكيميائيين الليتوانيين من جامعة كاوناس للتكنولوجيا بتركيب مادة تتجمع ذاتيًا في طبقة سميكة من الجزيئات ، تُعرف أيضًا بالطبقة الأحادية ، ويمكن أن تغطي مجموعة متنوعة من الأسطح وتعمل كطبقة نقل من الثقوب في عنصر شمسي.

حتى وقت قريب ، تم استخدام طبقات أحادية التجميع الذاتي (SAM) لإنتاج خلايا شمسية ترادفية من البيروفسكايت / السيليكون و CIGS / perovskite تحطم الرقم القياسي. ومع ذلك ، فقد أثبتت هذه التقنية أيضًا أنها فعالة للغاية – حيث حققت معدل تحويل طاقة قياسيًا تقريبًا يبلغ 18.4 – عند استخدامها في خلية شمسية عضوية ، أنتجها مجموعة من الباحثين بقيادة البروفيسور توماس أنثوبولوس من جامعة كاوست في المملكة العربية السعودية.

“لقد أجرينا بعض التعديلات على المادة المستخدمة في تكوين SAM لتكييفها مع العناصر الشمسية العضوية. ومع ذلك ، فإن تقنيتنا ، التي تقدم نهجًا ثوريًا لإنتاج العناصر الكهروضوئية ، تظل كما هي: يُغمر السطح في محلول وتتشكل طبقة أشباه الموصلات بسمك جزيء واحد. يقول الدكتور أرتيوم ماجوميدوف ، المؤلف المشارك للاختراع: “التكنولوجيا رخيصة وفعالة ومتعددة الاستخدامات”.

نظرًا لأن المواد التي تم تصنيعها بواسطة كيميائيي جامعة KTU يتم تسويقها الآن وإتاحتها مجانًا في السوق لمجموعات البحث والشركات في جميع أنحاء العالم ، يستمر الاكتشاف في تعزيز تطوير التقنيات الكهروضوئية.

لاحظنا العام الماضي مقالًا نشره باحثون في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية ، حيث وصفوا الكفاءة العالية جدًا لخلية شمسية عضوية أثناء استخدام أنظمة SAM الخاصة بنا. اتصلنا بالعلماء وعرضنا التعاون لتحسين قدرات المواد. بسبب القيود الوبائية ، كان كل التعاون عن بعد – لقد أرسلنا المواد المركبة بالبريد وقام زملاؤنا في المملكة العربية السعودية ببناء الخلايا الشمسية العضوية وقياس خصائصها ، كما يقول الدكتور ماجوميدوف.

حققت الخلية الشمسية العضوية التي تستخدم طبقة رقيقة من جزيء Br-2PACz كطبقة نقل ثقوب كفاءة تحويل طاقة بنسبة 18.4٪ ، والتي تعد حاليًا واحدة من أعلى تقنيات OPV. بالإضافة إلى ذلك ، كان القطب المركب مستقرًا كيميائيًا ، وبعد إزالة SAM ، يمكن إعادة تدويره وإعادة استخدامه لبناء خلايا OPV جديدة عالية الأداء.

يشير الباحثون إلى أن استخدام صواريخ سام مماثلة يمكن أن يمتد إلى تطبيقات أخرى ، بما في ذلك الثنائيات الباعثة للضوء ، وأجهزة الكشف عن الضوء أو الترانزستورات العضوية. وفقًا للدكتور ماجوميدوف ، ستجد جميع تقنيات الطاقة الشمسية المختلفة التي يتم تطويرها حاليًا مكانها في السوق – لأن خلايا OPV أخف وزنًا ويمكن جعلها شفافة ومرنة ويمكن استخدامها لشحن الطائرات بدون طيار والأجهزة الإلكترونية المحلية وللخلايا الكهروضوئية الداخلية . حاليا ، لا يتم إنتاج أي عنصر OPV على التوالي

“خصائص أشباه الموصلات للعناصر العضوية أدنى من تلك الموجودة في المواد غير العضوية. لذلك ، فإن نتائج الكفاءة التي تم الحصول عليها رائعة جدًا لأي شخص يعمل في هذا المجال. بعد النشر ، حصلت شركة سويدية” Dyenamo “بالفعل على ترخيص لإنتاج موادنا مناسبة للعناصر الشمسية العضوية ، لأنهم يرون إمكانات هذه التكنولوجيا “، كما يقول البروفيسور فيتوتاس جيتوتيس ، رئيس مجموعة أبحاث جامعة KTU وراء الاختراع.

Leave a Comment

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *