يمكن لهذه الخلية الشمسية المصنوعة من السيليكون الأسود الملبدة بالغيوم أن تحقق كفاءة قياسية بلغت 22.1٪

عندما يفكر معظم الناس في الطاقة الشمسية ، فإنهم عادة ما يفكرون في مناخات أكثر دفئًا مع الكثير من الشمس. على الرغم من كل التطورات الهائلة التي حققتها الطاقة الشمسية في السنوات الأخيرة ، تظل الحقيقة أن الخلايا تعمل بشكل أفضل عندما يكون هناك الكثير من ضوء الشمس. ربما لم يعد ذلك ضروريا. حقق باحثون في جامعة آلتو الفنلندية كفاءة قياسية بلغت 22.1٪ من السيليكون النانوي أو الخلية الشمسية السوداء. لقد أنجزوا ذلك من خلال تراكب طبقة رقيقة ، تخميل فيلم على الهياكل النانوية من خلال عملية تعرف باسم ترسيب الطبقة الذرية ، وعن طريق دمج جميع الملامسات المعدنية على الجانب الخلفي للخلية.

ولعل الجزء الأفضل هو أن الخلايا الشمسية السوداء تعمل جيدًا في الأيام الملبدة بالغيوم. وقال البروفيسور هيلي سافين من جامعة آلتو ، الذي نسق الدراسة ، في بيان 'هذه ميزة خاصة في الشمال ، حيث تشرق الشمس من زاوية منخفضة لجزء كبير من العام'. 'لقد أثبتنا أنه في فصل الشتاء في هلسنكي ، تولد الخلايا السوداء كهرباء أكثر بكثير من الخلايا التقليدية ، على الرغم من أن كلا الخليتين لهما قيم كفاءة متطابقة.'



هيكل الخلايا الشمسية السوداء



باستخدام العملية المذكورة أعلاه ، تمكن الفريق من تجاوز الرقم القياسي السابق بنسبة 4٪ تقريبًا ، وهو إنجاز مذهل. تتمتع الخلايا الجديدة بكفاءة كمومية خارجية معتمدة تبلغ 96٪ عند أطوال موجية 300 نانومتر ، والتي قال الفريق إنها توضح أن إعادة تركيب سطح الحامل المشحون لم يعد يمثل مشكلة - وللمرة الأولى ، لا يحد السيليكون الأسود من كفاءة تحويل الطاقة. وبفضل الخصائص الكامنة في الخلايا الشمسية السوداء ، يمكنها التقاط الإشعاع الشمسي بزوايا منخفضة ، وتوليد المزيد من الكهرباء على مدار اليوم بالكامل مقارنة بالخلايا التقليدية.

'تم تصنيع الخلايا المسجلة لدينا باستخدام السيليكون من النوع p ، والمعروف أنه يعاني من التدهور المرتبط بالشوائب. لا يوجد سبب لعدم الوصول إلى كفاءات أعلى باستخدام السيليكون من النوع n أو هياكل الخلايا الأكثر تقدمًا ، 'قال سافين. بعد ذلك ، سيأخذ الفريق نفس العملية ويطبقها على أنواع أخرى من الهياكل الخلوية ، مثل الخلايا الرقيقة ومتعددة البلورات. إنهم يريدون أيضًا تجربة تصنيع الخلايا باستخدام السيليكون من النوع n بدلاً من السيليكون من النوع P. كانت 'أفضل' الخلايا المستخدمة في هذا المثال بحجم 3 × 3 سم ؛ قال الفريق إنه يمكن ترقية الأمثلة اللاحقة إلى رقائق كاملة على نطاق صناعي.



قال الباحثون إن البيانات تظهر أن استخدام السيليكون الأسود يمكن أن يؤدي إلى زيادة بنسبة 3٪ في إنتاج الطاقة اليومي بالمقارنة مع خلية مرجعية بنفس الكفاءة ، نظرًا لقبولها الزاوي الأفضل. تم نشر نتائج فريق جامعة آلتو في تقنية النانو الطبيعة.

في أغسطس 2014 ، طور باحثون في جامعة ولاية ميتشيغان ملف خلية شمسية شفافة بالكامل تم تحسينها على التصميمات الشفافة الحالية ، على الرغم من أن هذه الخلية محدودة بنسبة 1 ٪ تقريبًا في الوقت الحالي.

Copyright © كل الحقوق محفوظة | 2007es.com