دراسة صينية تثبت قدرة الخلايا الشمسية الجديدة على الاحتفاظ بكفاءة تحويل الطاقة في الفضاء القريب

بكين 19 مارس 2019 /اكتشف باحثون صينيون أن خلايا البيروفسكايت الشمسية يمكنها الاحتفاظ بمعظم كفاءة تحويل الطاقة في الفضاء القريب، مما يوفر آفاقا حول استخدام الخلايا الشمسية الجديدة في الفضاء في المستقبل.

ويعد البيروفسكايت نوعا من المعادن تم العثور عليه لأول مرة في جبال الأورال وسمي باسم ليف بيروفسكي، مؤسس الجمعية الجغرافية الروسية، ويتألف من الكالسيوم والتيتانيوم والأكسجين.

وخلال السنوات القليلة الماضية، أدت التحسينات التي أدخلت على تركيبات البروفسكايت وإجراءات التصنيع إلى زيادات كبيرة في كفاءة تحويل الطاقة، متجاوزة الحد الأقصى من الكفاءة التي تحققت في بعض خلايا السيليكون الشمسية.

وتحظى خلايا البيروفسكايت الشمسية باهتمام كبير من المجتمع الأكاديمي وصناعة الألواح الضوئية نظرًا لقدرتها على تحقيق كفاءة أعلى وتكاليف إنتاج منخفضة مقارنة بخلايا السيليكون الشمسية التقليدية في الأعوام الأخيرة.

ووفقًا لباحثين من جامعة بكين الصينية، وأكاديمية الإلكترونيات البصرية، والأكاديمية الصينية للعلوم ، وجامعة الفنون التطبيقية بشمال غربي الصين، تمتلك خلايا البيروفسكايت الشمسية إمكانات كبيرة لتطوير الجيل الجديد من تكنولوجيا الطاقة للتطبيق الفضائي، ولكن لم يتم إجراء سوى أبحاث قليلة جدا لإثبات استقرار الخلايا في بيئة الفضاء القصوى.

وأرسل باحثون صينيون الأجهزة المزودة بخلايا البيروفسكايت الشمسية إلى الفضاء القريب على متن منطاد حلق عاليا في منطقة منغوليا الداخلية في شمالي الصين. وارتفع البالون بالقرب من الفضاء على ارتفاع 35 كيلومترا، وهي منطقة فوق الغلاف الجوي للأرض حيث لا يوجد سوى كمية ضئيلة من الرطوبة والأوزون.

ولا تحتوي المنطقة، التي تُعتبر "كتلة هوائية صفرية"، على أي توهين جوي للإشعاع الشمسي و بالتالي العديد من جزيئات الطاقة العالية والإشعاع، مثل النيوترونات والإلكترونات وأشعة جاما الناشئة عن الأشعة الكونية المجرية والتوهجات الشمسية.

ووفقا للنتائج، احتفظ نوع واحد من خلايا البيروفسكايت الشمسية المستخدمة في الدراسة بأكثر من 95 في المئة من كفاءة تحويل الطاقة الأولية خلال الاختبار، حسبما أفاد الباحثون في مجلة ((علوم الصين: الفيزياء والميكانيكا وعلم الفلك)).

وقالوا إنه من المتوقع أن تلعب الدراسة دورًا مهمًا في أبحاث الاستقرار المستقبلية لخلايا البيروفسكايت الشمسية، على أمل أن يتمكنوا من دفع تطبيق هذه الخلايا في الفضاء.