«القومي للبحوث» يوضح طرق رفع كفاءة الخلايا الشمسية

صورة أرشيفية
صورة أرشيفية

تعتبر الطاقة بمثابة كلمة السر التي حركت العالم ناحية التطور المذهل الذي نشهده هذه الأيام في كافة المجالات، ونستطيع أن نقول بدون أي تحفظ أن من يملك الطاقة يملك القوة والسيطرة والرفاهية ويملك بين يديه عوامل الأمان للمستقبل والأجيال القادمة.

 

ولذلك تعتبر الطاقة هي الشغل الشاغل والإهتمام الأول لكل دول العالم بلا إستثناء سواء في الإستثمارات أو البحث العلمي.

 

ومن أهم المشاكل التي تواجه الدول هي مشكلة نفاذ موارد الطاقة القديمة وتأثيرها السيء على البيئة والتي كانت من تبعاتها كابوس الإحتباس الحراري.

 

ووجهت كل الدول أولوياتها ناحية البحث عن وسائل جديدة ومتجددة للطاقة، فالطاقة المتجددة هي الطاقة المعتمدة على موارد طبيعية تتجدد باستمرار وغير قابلة للنفاذ كما أنها نظيفة ولا تطلق أي مخلفات كيميائية ضارة بالبيئة كثاني اكسيد الكربون أو غيرها.

 

ومصادر الطاقة المتجددة عديدة كالطاقة المائية؛ الرياح؛ الشمس؛ طاقة الرياح؛ الأنهار؛ الينابيع الساخنة؛ طاقة المد والجزر والوقود الحيوي.

 

والطاقة الشمسية هي أهم مصادر الطاقة المتجددة وأكثرها غزارة ونظافة وإستمراية مقارنة بمصادر الطاقة الأخرى، والجهاز الذي يقوم بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية يسمى الخلايا الشمسية أو الخلية الكهروضوئية.

 

يوجد أنواع عديدة من الخلايا الشمسية مثل الخلايا الغير عضوية والقائمة في تركيبها على مواد غير عضوية مثل السليكون أو تيلورايد الكاديوم (CdTe) والخلايا العضوية والتي تعمتد على مواد عضوية مثل البولى سايوفيين، وهناك أيضا الخلايا المهجنة والتي تحتوى على مواد مهجنة من المواد الغير عضوية والعضوية كخلايا البروفسيكت التى ظهرت فى الفترة الأخيرة.

 

وحتى الآن تستحوز الخلايا الغير عضوية على 97 % من السوق  العالمي وذلك يرجع إلى كفائتها العالية وفترة العمر التي تصل إلى 30 سنة.

 

ويجدر الإشارة هنا إلى أن الخلايا الشمسية المعتمدة على شرائح رقيقة من تيلورايد الكاديوم حققت كفاءة تعدت 22 % والذي يجعلها منافس قوى للخلايا القائمة على السليكون، ولكن ذات تكلفة أقل بكثير، ولذا جذبت أنظار الباحثين في شتى أنحاء العالم.

 

والآن تقوم محاولات مضينة للحصول على كفاءة أعلى من ذلك ولكن هناك بعض العوائق التى تحول دون ذلك مثل تفاعل القطب الخلفي (أحد المكونات الأساسية للخلايا الشمسية) مع المادة الماصة للضوء والتي تؤدى الى إضمحلال كفاءة الخلايا مع الزمن والحد من تحقيق كفاءة أعلى.

 

ولحل هذه المشكلة قام فريق بحثى مكون من  د. طلعت عبد الحميد - شعبة البحوث الفيزيقية – المركز القومى للبحوث والحاصل على الدكتوراه من جامعة  اولد دمنيون -امريكا- معجل توماس جيفرسون النووي، و الدكتور سعيد مصطفى – كلية العلوم -جامعة حلوان، بتحضير قطب خلفى  مكون من  تيلورايد النحاس المطعم  بنسب مختلفة من السلينيوم بواسطة جهاز الترسيب بالشعاع  الكترونى والذى حقق كفاءة أعلى من القطب القديم.

 

ومن أجل إختبار هذا الغرض قام الفريق البحثى بتحضير خلايا شمسية مكونة من 6 طبقات باستخدام القطب الجديد وأخرى بإستخدام القديم.

 

وقد حققت الخلايا الشمسية المكونة من القطب الجديد كفاءة أعلى مقارنة بنظيرتها المكونة من القطب القديم بنسبة تصل الى 20 %.

 

مما هو جديد بالذكر هنا أن البحث قد نشر في مجلة المواد الضوئية التابعة لدر نشر العالمية السيفير، وسوف يساعد هذا الاكتشاف من رفع كفاءة الخلايا الشمسية المكونة من تيلورايد الكاديوم بالتبعية تقليل تكاليف إنتاجها والتي قد تصل إلى ملايين الجنيهات.

 

ولذا يوصى الفريق البحثى باستخدام القطب المكتشف الجديد بدلًا من القديم والذي سوف يرفع من كفاءة الخلايا وتقليل التكلفة التي قد تصل إلى ملايين الجنيهات.