اكتشف علماء الفيزياء طريقة لزيادة كفاءة الخلايا الشمسية من خلال التحكم في انبعاث الضوء، حيث يكبح مرنان بصري انبعاث الفوتونات بزوايا واسعة، ما يجعل أداء اللوحة أكثر دقة.
ويذكر أن حد كفاءة الخلايا الشمسية، المعروف بحد شوكلي-كويسر، يعتبر الحد النظري الأقصى للخلايا الشمسية أحادية الوصلة. إلا أن باحثين من معهد علوم الفوتونيات في برشلونة اكتشفوا استراتيجية بصرية لديها القدرة على رفع هذا الحد إلى ما يقارب 43 بالمئة.
تكمن المشكلة التي حلوها في آلية فقد تسمى فقد بولتزمان. يدخل ضوء الشمس إلى اللوحة في مخروط ضيق من الزوايا، ومع ذلك، تنبعث الفوتونات المتولدة داخل الخلية في جميع الاتجاهات.
استخدم الفريق خلية شمسية عضوية معكوسة مصنوعة من مزيج من مادتي PM6:Y6، وحولوها إلى مرنان بصري بإضافة قطب كهربائي فضي أمامي وقطب فضي ثان خلفي.
يقول كبير الباحثين فرانسيسكو بيرنال تيسكا: "تعتبر نتائج دراستنا تقدما هاما في مجال تحويل الطاقة الشمسية، وتفتح آفاقا جديدة تماما لتجاوز حد شوكلي-كويسر".
ووفقا له، لا تتطلب هذه الطريقة تعقيدات تصنيعية إضافية، على عكس العديد من استراتيجيات تحسين الكفاءة الأخرى.
إذا طبقت هذه الطريقة بنجاح في الأجهزة العملية، فسيصبح التحكم في اتجاه انبعاث الفوتونات وسيلة أخرى لتوليد المزيد من الكهرباء من نفس كمية ضوء الشمس.
اترك تعليقاً
شاركنا رأيك في الخبر