الأعلان عن أرقام قياسية جديدة في كفاءة الخلايا الشمسية لم يسبق لها مثيل الأولى بنسبة 47.6٪ من معهد Fraunhofer والثانية بنسبة 39.5٪ من NREL وذلك خلال شهر واحد فقط (مايو- 2022) 

1.رقم قياسي جديد تم تحقيقه في كفاءة الخلايا الشمسية بنسبة 47.6٪ من قبل معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية  Fraunhofer (ISE)

أعلن باحثون من معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية (ISE) في المانيا عن رقم قياسي جديد تم تحقيقه في كفاءة الخلايا الشمسية بنسبة 47.6٪. والذي تم الوصول إليه في خلية رباعية الوصلات أو متعددة الطبقات (tandem cell) وذلك بعد عمل تحسينات في الطلاء المضاد للانعكاس و الذي ساهم في تقليل خسائر المقاومة و الانعكاس على الجانب الأمامي للخلية.

تأتي هذه النتائج بعد جهود مشتركة بدأت في عام 2016 بالتعاون بين المعهد و شركة Soitec الفرنسية المصنعة لأشباه الموصلات لتطوير تركيب طبقات هذه الخلية الشمسية و ذلك بصنعها من خلية شمسية ترادفية رباعية الطبقات مصنوعة من فوسفيد إنديوم الغاليوم (GaInP) وزرنيخيد الغاليوم الألومنيوم (AlGaAs) ، لتكون متصلة بخلية شمسية ترادفية سفلية مصنوعة من الغاليوم فوسفيد زرنيخيد الإنديوم (GaInAsP) وزرنيخ الإنديوم الغاليوم (GaInAs).

الجدير بالذكر أن الخلايا الشمسية التقليدية المصنوعة من السيليكون والتي نستخدمها حاليا يمكن لها أن تمتص فقط ضوء الشمس حتى طول موجي يصل إلى 1200 نانومتر ، لكن الخلية الشمسية التي ابتكرها الباحثون في معهد Fraunhofer ISE تمكنت من توسيع النطاق لامتصاص الضوء الشمسي حتى 1780 نانومتر.

تأتي هذه النتائج ضمن جهود المعهد التي بدأت قبل عامين فقط في  مشروع “50 بالمائة” ، و الذي يهدف إلى تطوير خلية شمسية بكفاءة 50٪.

2. علماء في الولايات المتحدة الأمريكية يحققوا رقم قياسي عالمي لخلية شمسية ثلاثية الوصلات لتصل كفاءتها إلى 39.5٪

سجل مجموعة من العلماء بقيادة المختبر الوطني للطاقة المتجددة التابع لوزارة الطاقة الأمريكية (NREL) رقماً قياسياً عالمياً جديداً لكفاءة الخلايا الشمسية  والتي تم صنعها على أساس ثلاث طبقات من المواد III-V لتحقق 39.5٪.

حيث تتكون الخلية الشمسية المعلن عنها من ثلاث طبقات وهي : زرنيخيد الغاليوم الإنديوم (GaInAs) ، زرنيخيد الغاليوم (GaAs) ، وغاليوم إنديوم فوسفيد (GaInP) مما ساهم بشكل كبير في امتصاص جزء كبير من الطيف الشمسي.

وعلى الرغم من أن العمليات والمواد المتطلبة لإنتاج هذا النوع من الخلايا الشمسية معقدة للغاية ومكلفة مقارنة بالخلايا التقليدية. إلا أنها قد تكون مجدية لتشغيل الأقمار الصناعية وتقنيات الفضاء الأخرى حيث توجد هناك قيود للمساحة المطلوبة ولهذا تأتي التكلفة في المرتبة الثانية بعد الكفاءة في مثل هذه التطبيقات.

إن هذه الأرقام وهذه النتائج مازالت تؤكد على أن الطاقة الشمسية هي المستقبل في عالم الطاقة المتجددة.

ماهي أحدث الأرقام القياسية لكفاءات الخلايا الشمسية التي توصل لها العلماء والباحثيين حول العالم؟