تقنية تعزّز كفاءة الألواح الشمسية.. كهرباء أكثر نظافة

تقف الألواح الشمسية على أعتاب مرحلة جديدة في أعقاب الكشف عن تقنية غير تقليدية يُتوقع أن تُسهم في تعزيز كفاءتها في إنتاج الطاقة الكهربائية.

وتعتمد التقنية الجديدة التي استحدثها نُخبة من الباحثين الأستراليين على آلية معينة لزيادة عدد الجزيئات التي تلتصق بسطح بلورات النانو شبه الموصلة الصغيرة، ويزعم الباحثون أن هذا الاكتشاف سيعزّز من كفاءة الخلايا الشمسية وأدائها.

ويظهر التأثير الذي تحدثه بلورات كبريتيد الزنك النانوية في قدرة الجزيئات على الالتصاق بسطحها؛ ما يتيح تعديل الوظائف الكيميائية لها، وما لذلك من انعكاسات إيجابية في التطبيقات المختلفة المتضمِنة لهذا العنصر، ومن بينها الألواح الشمسية.

وفتح استعمال تقنية النانو في الخلايا الشمسية آفاقًا جديدة وإمكانات محسّنة لتعظيم الاستفادة من الطاقة الشمسية؛ ما يجعل هذا المصدر النظيف للطاقة ذا جدوى أكثر من أي وقت مضى، وخيارًا جاذبًا لسد احتياجات الكهرباء المتنامية، وفق معلومات اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

ومن المتوقع أن تلامس سعة تركيبات الألواح الشمسية عالميًا 593 غيغاواط خلال العام الجاري (2024)، صعودًا بنسبة 29% عن نظيرتها في العام الماضي (2023)؛ ما يحافظ على النمو القوي حتى بعد زيادة متوقعة بنسبة 87% في عام 2023.

توصل الباحثون في جامعة كيرتن بولاية أستراليا الغربية إلى نتيجة مفادها بأن تعديل شكل بلورات النانو شبه الموصلة الغروية يتيح لهم التحكم في الكيفية التي تتفاعل بها تلك البلورات النانوية مع بيئتها؛ ما يعزّز كفاءتها في مختلف التطبيقات، ومن بينها الألواح الشمسية، بحسب ما أورده موقع مجلة بي في ماغازين (pv magazine).

والبلورات النانوية الغروية هي جزيئات غير عضوية مزروعة صناعيًا ومثبتة بمواد فاعلة بالسطح، وبمقدور تلك الجزيئات التي يقل حجمها عن 10 نانومترات أن تحول خصائصها البصرية والإلكترونية.

وقاد الدراسة الأستاذ المشارك في كلية العلوم الجزيئية وعلوم الحياة بجامعة كيرتن، غوهوا جيا الذي استكشف كيفية تأثير شكل بلورات كبريتيد الزنك (ZnS) النانوية في قدرة الجزيئات، المعروفة باسم الربيطة (ligands)، على الالتصاق بسطحها.

ويشير مصطلح الرُّبيطة في الكيمياء الحيوية إلى مادة (عبارة عن جزيء صغير) تشكّل مُعقَّدات مع جزيئات حيوية لخدمة غرض بيولوجي.