باحثون من جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية يطورون خلايا شمسية مطاطة وبكفاءة عالية
طريقة تجمع بين السيليكون وبطانة بوليمرية تنتج خلايا شمسية تتسم بكفاءة عالية في تجميع الطاقة.
ابتكر باحثون من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) طريقة فعالة لتحويل السيليكون الصلب إلى خلايا شمسية يمكن أن تتمدّد بدرجة قياسية تصل إلى 95% والتي لم يتم التوصل لها الباحثون من قبل وهي كذلك تسمح بتحقيق كفاءة عالية 19%.
يعد السيلكون من أفضل المواد المستخدمة في مجال الكهروضوئيات وذلك بسبب قلة تكلفته وكفاءة وسهولة تصنيعه مقارنة بالمواد المستخدمة لتصنيع الخلايا من الجيل المتقدم. ولكن من أهم عيوب السيليكون هو صلابته الأمر الذي يحد من استخدامه في تطبيقات متعددة. وبالرغم من وجود الخلايا الشمسية رقيقة الأغشية لكنها تتكون إما من مواد عضوية منخفضة التكلفة و الكفاءة، و إما من مواد غير عضوية أكثر كفاءة و لكنها مكلّفة للغاية. وهذا الأمر الذي يحد من انتشار استخدامها على الأسطح في تطبيقات مختلفة.
ولكن الفريق البحثي في جامعة كاوست (بقيادة البروفيسور محمد مصطفى حسين، أستاذ الهندسة الكهربائية بكاوست و الدكتورة نازك العَتاب، باحثة ما بعد الدكتوراة) استطاع التغلب على هذه المشكلة بابتكار طريقة تمكن من صناعة خلايا شمسية مطاطة عالية الكفاءة على أساس خلايا السيليكون.
Nazek El-Atab, 2019, Advance Energy Material, Wiley©
الشكل يوضح عملية تصنيع الخلايا الشمسية القابلة للتمدد . حيث يظهر في الجزء العلوي من الصورة المقطع العرضي للخلية الشمسية و هياكل IC التي تربط مقطعين من السيليكون. وفي ادنى الصورة يظهر شكل الخلية الشمسية القابلة للمط بعد التصنيع و قبل وبعد التمدد بنسبة 33٪.
تتلخص التقنية في أخذ لوح من السيليكون الصلب الموجود في الأسواق وتغطية الجزء الخلفي منه ببوليمر حيوي عالي المرونة وغير مكلف يعرف ب”الإيكوفلكس”. ثم استخدم شعاع من الليزر لتقطيع الخلية الصلبة إلى قطع متعددة من السيليكون على شكل مثلثات بحيث يتم الاحتفاظ بالبطانة البوليمرية المرنة كي تضل كل قطعة من قطع السيليكون متصلة كهربيًّا بجاراتها عبر نقاط تماس خلفية تمتد بطول الخلية الشمسية المرنة.
هذا الابتكار سيجعل الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون فعالة و متعددة الاستخدام خصوصا عند دمجها في إلكترونيات مطاطة قابلة للارتداء أو في الجلد الصناعي للإنسان الآلي. حيث أنها تمتلك كفاءة و فعالية مساوية للألواح السيلكون الصلبة المتسخدمة على أسطح المنازل.
رابط الورقة العلمية
يعطيك العافيه دكتور
بارك الله فيك يادكتور عبدالرحمن