باحثون يطورون ألواحا شمسية عضوية منخفضة التكلفة
طور باحثون من معهد جوانجو للعلوم والتقنية في كوريا الجنوبية، طريقة جديدة لصناعة ألواح شمسية عضوية منخفضة التكلفة وقابلة لتغطية مساحات كبيرة.
والخلايا الشمسية العضوية، نوع من الخلايا الشمسية الضوئية تستخدم الإلكترونيات العضوية، وتعتبر فرعا من الإلكترونيات التي تتعامل مع الجزيئات العضوية الصغيرة لامتصاص الضوء ونقل الشحنات لإنتاج الكهرباء من ضوء الشمس عن طريق التأثير الضوئي.
وهي عبارة عن مادتين عضويتين تُخلطان معا، بدلا من ترتيبهما في هيكل متعدد الطبقات كما هي الحال في الخلايا المصنوعة من السيلكون.
ويعود تفضيل الخلايا العضوية على التقليدية إلى ميزات عديدة؛ منها وزنها الخفيف ومرونتها وطواعية حركتها، فضلا عن كفاءتها العالية في توليد الطاقة؛ ما يجعلها مرشحا مثاليا لمجال كبير من التطبيقات المستدامة.
وعلى الرغم من الإمكانية الكبيرة لتسويق الخلايا الشمسية العضوية تجاريا، فهي تواجه بعض العقبات، بالإضافة إلى أن المادة المستخدمة في صناعة أقطابها الكهربائية مرتفعة التكلفة وهشة وغير قابلة لصناعة ألواح بمساحات كبيرة.
وفي هذا الإطار، نجح باحثون في تجاوز العقبات، في بحثهم المنشور في مجلة ”أدفانسد إينيرجي ماتيريالز“ العلمية، من خلال استخدام أوكسيد الزنك في صناعة الألواح الشمسية العضوية.
وجاء البحث نتيجة تعاون بين المعهد وشركة ”إم إس ويي“ المحدودة في كوريا الجنوبية، إذ طور المعهد التقنية الأصلية أولا، ثم أرسلها إلى الشركة من أجل تصنيعها بواسطة مواد مستوردة من الخارج.
وتسمح التقنية الحديثة بفتح خط صناعي جديد للخلايا الشمسية العضوية، والتجارة بها مع شركات البناء والمعدات.
واستخدم الفريق البحثي طبقة مزدوجة من جزيئات نانوية لتغطية أقطاب الفضة الرقيقة؛ وقال الدكتور هونغكيو كانغ، المشارك في الدراسة ”تتميز هذه الأقطاب بمرونتها وطاقتها العالية، دون أن تكون هشة أو مرتفعة التكلفة“.
وأوضح كانج ”يسمح ذلك بسهولة تصنيع الخلايا الشمسية العضوية، وإمكانية طباعة مساحات كبيرة من الألواح الشمسية“؛ وفقا لموقع تك إكسبلور.
وأشار الباحثون إلى أن التقنية الجديدة حققت كفاءة عالية في تحويل الطاقة، مقارنة بالأبحاث السابقة.
ويمكن أن تمثل الخلايا الشمسية العضوية الحديثة بمساحتها ومرونتها وكفاءتها، مستقبل الخلايا الشمسية.
وقال الدكتور وانجهي ليي ”يسمح بحثنا باستخدام الألواح تجاريا، ويمكن دمجها في أبواب الأبنية والجدران والنوافذ لتحقيق فكرة الأبنية الذاتية المستدامة“.
ويبدو أن ميزات الألواح الشمسية العضوية التي تتفوق على غيرها من حيث الكفاءة وتقليل التكلفة، تبشر بمستقبل جديد في توليد الطاقة ومحاربة التغير المناخي.
