أداة جديدة لمحاكاة طرق تحسين كفاءة الخلايا الشمسية
مازال السباق مستمر لتطوير الخلايا الشمسية وكفاءتها، فهناك العديد من التغيرات التي يقوم العلماء بتعديلها لمحاولة تحسين الأداء بما في ذلك نوع المواد وسمكها وتركيبها الهندسي. ولكن في حقيقة الأمر تطوير خلايا شمسية جديدة هي عملية شاقة جدا و مكلفة حتى لو كان يتطلب إجراء تغييرات صغيرة على إحدى المكونات الخاصة لهذه الخلية. ولهذا السبب بدأت المراكز البحثية الكبرى حول العالم بعمل برامج حاسوبية افتراضية جعلت من الممكن تقييم مثل هذه التغييرات دون الحاجة إلى صرف وقت طويل في المعمل والتجارب المخبرية. ولكن معظم ادوات المحاكاة مازالت غير كافية وليست شاملة.
حاليا طور باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT – Massachusetts Institute of Technology) و شركة جوجل برين (Google Brain) نظام محاكاة متقدم يجعل من الممكن ليس فقط تقييم تصميم واحد مقترح للخلايا الشمسية ، ولكنه يقوم ايضا بتوفير معلومات حول التغييرات التي ستوفر التحسينات المطلوبة لرفع كفاءة الخلية و عرض الخيارات الممكنة التي يمكن أن تلعب دور محوري في تحسين الأداء لمختلف أنواع الخلايا الشمسية.
الجدير بالذكر أن أدوات محاكاة الخلايا الشمسية التقليدية تأخذ تفاصيل تكوين الخلايا الشمسية وتعطي الكفاءة المتوقعة فققط – (أي النسبة المئوية للطاقة من ضوء الشمس الوارد التي يتم تحويله فعليًا إلى تيار كهربائي). لكن ما قام به الباحثون من تطوير فريد في هذا البرنامج هو أنه يقوم بتنبأ الكفاءة ويظهر مدى تأثر كفاءة و انتاجية الخلية الشمسية بأي من مكونات الخلية التي تم ادخالها في البرنامج فعلى سبيل المثال يقوم البرنامج بشكل مباشر بتوفير معلومات عن ماذا سيحدث للكفاءة إذا جعلنا هذه الطبقة أكثر سمكًا قليلاً ، أو ماذا سيحدث للكفاءة إذا قمنا على سبيل المثال بتغيير خاصية المواد التي تصنع منها الخلية.
إن هذه الأداة ستمكن العديد من الباحثين ومراكز البحث والتطوير في المصانع من توفير الوقت والجهد والمال لاكتشاف ماهي التعديلات التي يمكن القيام بها لرفع كفاءة الخلايا الشمسية. بل وايضا معرفة ماهي أفضل الخيارات التي يمكن القيام بها كتغيير تركيب مكونات الخلايا الشمسية أو طريقة التوصيل للطبقات العازلة أو فجوة الطاقة الأنسب وغيرها من الأمور التي ستساعد لتحقيق كفاءة عالية وتكلفة أقل.
للمطالعة وتحميل الورقة البحثية
