طور علماء من جامعة جنوب كاليفورنيا طريقة محتملة لصنع خلايا للطاقة الشمسية مستقرة و رخيصة، مصنوعة من بلورات نانوية (nanocrystals) صغيرة بما يكفي لتتواجد بشكل حبر سائل وبالتالي يمكن طلاؤها أو طباعتها على السطوح.
تبلغ أبعاد البلورات الشمسية النانوية حوالي أربع نانومترات (ما يعني أنّه من الممكن وضع أكثر من 250,000,000,000 على رأس دبوس) ويمكن أن تطفو في محلول سائل.
فكما قال ريتشارد بروتشي, الأستاذ المساعد في كليّة الكيمياء في جامعة جنوب كاليفورنيا “كما تقوم بطباعة الصّحف, يمكنك طباعة خلايا شمسيّة”.
وقد ابتكر برتشي والدكتور الباحث ديفيد ويبر طلاءا جديدا لتغليف البلورات النّانويّة, المصنوعة من أشباه نواقل الكادميوم سيلينيد. وقد صُنّف بحثهم هذا الشهر كمقال مثير في المجلّة الدّوليّة للكيمياء اللاعضويّة Dalton Transactions.
و هذا السائل النانوي أرخص من حيث التصنيع من الخلايا الشّمسيّة ذات رقاقة السيليكون الوحيدة, ولكنّه لايوازيها في فعاليّة تحويل أشعّة الشّمس إلى طاقة كهربائيّة. وبهذا فقد وجد ويبر وبروتشي حلّا لواحدة من المشاكل الرئيسيّة في الخلايا الشّمسيّة السائلة ألا وهي إيجاد سائل مستقر تجري فيه الكهرباء.
في الماضي, كانت تُربط بهذه البلّورات جزيئات شارديّة عضويّة للحفاظ على استقرارها ومنعها من الالتصاق ببعضها البعض. لكن هذه الجزيئات عزلت البلّورات, ممّا جعل أداءها في نقل التيّار الكهربائيّ سيّئا.
و يقول بروتشي معلّقاً على هذا الاختراع: “كان تحدّيّا حقيقيّا في هذا المجال”.
و قد اكتشف برتشي ووبر جزئيات شارديّة ليجند (ligand) اصطناعية لا تعمل فقط بشكل جيد في تحقيق الاستقرار في البلورات النانوية، ولكن تبني أيضاً جسور صغيرة تربط البلورات النانوية للمساعدة في نقل التيار الكهربائي.
وبفضل عملها في درجات حرارة منخفضة نسبياً، تسمح طريقة الباحثين طباعة هذا السائل على خلايا شمسية من البلاستيك بدلا من الزجاج دون أية مشاكل ذوبان، مما قد يؤدي إلى لوحات مرنة للطاقة الشمسية التي يمكن تشكيلها لتناسب أي مكان.
و في سياق ابحاثهم المستمرة، ويقول برتشي انه ينوي العمل على بلورات نانوية مبنية من مواد أخرى غير الكادميوم، الذي يُحَدّ من إستعماله التجاري بسبب مفعوله المسمم.
وأخيرا، يقول بروتشي: “رغم أن تسويق هذه التّقنية لا يزال على بعد سنوات عديدة, فنحن نرى طريقا حتميّا نحو استخدامها في الجيل المقبل من الخلايا الشّمسيّة.”
المصدر: ScienceDaily
ترجمة: فريق عمل مترجم
نقاش
Powered by Facebook Comments
