تحطيم الرقم القياسي لأعلى كفاءة لإنتاج الطاقة من الخلايا الشمسية
كتبت: مها طـه
حطم مجموعة من الباحثين الأستراليين الرقم القياسي العالمي لكفاءة تحويل الطاقة الكهربائية من الخلايا الشمسية، برقم جديد تصل فيه الكفاءة لـ34.5%، وقد كان الرقم القياسي السابق والذي توصلت إليه شركة ”أجهزة إلتا“ الأمريكية 24%، وقد تم التحقق من النتيجة عن طريق المختبر الوطني للطاقة المتجددة في الولايات المتحدة.
استخدم الباحثان ”مارك كييفيرز“ و”مارتن جرين“، من جامعة ”نيوساوث ويلز“ في سيدني، أستراليا، 28 سم3 من منشور لتقسيم ضوء الشمس القادم لأربعة حزم ضوئية، بالإضافة لجهاز استقبال به أربعة تقاطعات لتحقيق أقصى قدر من الكهرباء المُولدة من كل شعاع.
الرقم القياسي السابق والذي حققته شركة ”إلتا“ تحقق عن طريق استخدام 800 سم3، هذا الرقم القياسي الجديد تم تسجيله باستخدام ضوء الشمس غير المُركز، والجدير بالذكر أن نفس الباحثين يمتلكون بالفعل الرقم القياسي العالمي باستخدام ضوء الشمس المُركز بكفاءة 40%، في تجربة تستخدم المرايا لتركيز الضوء قبل تقسيمه لأطوال موجية مختلفة.
وقال ”كييفيرز“ أن هذه النتائج المُشجعة توضح أنه لا يزال هناك احتمالات لزيادة قدرة الخلايا الشمسية على إنتاج الطاقة الكهربية، بشكل أكثر كفاءة، وقال ”جرين“ أن هذا المستوى من الكفاءة لم يكن متوقعًا لسنوات عديدة.
وأضاف ”جرين“ أنه في دراسة حديثة أجرتها شركة ”أجورا إنرجيويند“ المتخصصة في مجال تحويل الطاقة، أفادت أنه يمكن الوصول لكفاءة 35% بحلول عام 2050، باستخدام أشعة الشمس غير المُركزة، وهو ما أثبت البحث أنه يمكن الوصول إليه في وقت أسرع كثيرًا.
المنشور الزجاجي المُستخدم في هذا البحث، أحد أوجهه مغطاة بخلية السليكون، والناحية الأخرى عليها الخلايا الشمسية ثلاثية التقاطع، هذه الخلية تستهدف الأشعة الضوئية بشكل منفصل، وذلك باستخدام مزيج من 3 طبقات (فوسفيد الأنديوم والجاليوم، زرنيخ الأنديوم والجاليوم، الجرمانيوم).
بمرور أشعة الشمس عبر كل طبقة، يتم استخراج الطاقة من قبل كل تقاطع من الطول الموجي الأكثر كفاءة، في حين أن الجزء الغير مُستخدم يمر للطبقة التالية وهكذا. وبالرغم من صعوبة تطبيق هذه الخلايا الشمسية ثلاثية التقاطع على أسطح المنازل، وذلك لأن تكلفتها أعلى من خلايا السليكون البللوري العادية، ومع ذلك فهي تعتبر مثالية للأبراج الشمسية بحيث يمكن من خلالها تحقيق هذا القدر الأقصى من الكفاءة.
المصادر:
