إنشاء ألواح شمسية أرخص وأكثر صداقة للبيئة

إن التهديد الوشيك المتمثل في حدوث أزمة تغير المناخ واضح، ونظراً لإلحاحه،

ويجب تسريع عملية التحول إلى مصادر الطاقة المتجددة. وفي السنوات الأخيرة، برزت الطاقة الشمسية كواحدة من أكثر المرشحين الواعدين لحل هذه المشكلة.

تتكون الألواح الشمسية من الخلايا الكهروضوئيةالعناصر والمواد التي تتعرض للضوء تولد تيارًا كهربائيًا. تتكون الخلايا الشمسية الحديثة ذات الأغشية الرقيقة من طبقات سميكة من ميكرومتر أو ما دون الميكرون من المواد الكهروضوئية ، مما يسمح بدمجها في ألواح مرنة وخفيفة الوزن لاستخدامها في مجموعة متنوعة من الركائز.

ومع ذلك، فإن هذه العملية لديها بعضقيود. ويوضح البروفيسور جون هو كيم من جامعة إنتشون الوطنية، الذي قاد الدراسة: "تحتوي معظم الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة على عناصر سامة ومكلفة، مما يحد من تطبيقات الخلايا الشمسية". وعمل البروفيسور كيم وفريقه على إنتاج خلية شمسية باستخدام مواد طبيعية صديقة للبيئة يسهل استخراجها وإنتاجها غير مكلف.

وقد اهتم العلماء بالبيئةالكيستيريت النقي، وهو معدن طبيعي يعمل كممتص للفوتون. تستخدم معظم الخلايا الشمسية طبقة عازلة من كبريتيد الكادميوم (CdS) لتحسين أداء الكيستريت. إن التلوث المرتبط بإنشاء هذه الحواجز وسمية الكادميوم أمر غير مرغوب فيه لإنشاء خلايا شمسية صديقة للبيئة.

ولحل هذه المشكلة، درس الباحثونالبديل الواعد للأقراص المدمجة هو "ZTO buffers". وهي عبارة عن ركائز زجاجية مطلية بأكسيد الزنك والقصدير. ولزيادة تحسين كفاءة الخلية الشمسية، قام الفريق بمساواة مستويات طاقة الإلكترون بين طبقة امتصاص الكيستريت والطبقة العازلة ZTO. وقد سمح ذلك بتحسين تداول الإلكترون بين الطبقتين، مما أدى إلى زيادة جهد الخلية والأداء العام.

هذه الطريقة هي الأولى التي تحقق هذا الأداء العالي باستخدام مواد صديقة للبيئة للغاية وبأسعار معقولة وغير مكلفة.

اقرأ أيضا

تبين أن نهر Doomsday الجليدي أكثر خطورة مما اعتقد العلماء. نقول الشيء الرئيسي

ناسا: سيعكس القمر ضوء الأرض الساطع في نوفمبر

الرئيسيات المكتشفة حديثًا على وشك الانقراض ، على الرغم من أن هذا النوع يعيش لمليون سنة