Anonim

يمكن للمواد التي تعيد تدوير أشعة الشمس أن تكون القفزة الكبيرة التالية للخلايا الشمسية

المواد

مايكل فرانكو

26 مارس 2016

تصوير فنان لما يبدو عليه إعادة تدوير الفوتونات داخل الهيكل المتبلور لـ perovskite (Credit: Criss Hohmann)

إذا كان علينا أن نعيد تدوير الأشياء مثل علب الحليب ، والبريد غير المرغوب فيه ، وزجاجات الجعة ، ألا يجب على الخلايا الشمسية أن تلتزم بالقواعد نفسها؟ هذا جزء من التفكير في البحث الجديد الذي خرج للتو من جامعة كامبريدج. اكتشف الباحثون أن مادة معينة يمكنها في الواقع إعادة تدوير الفوتونات من الضوء ، والتي يمكن أن تؤدي إلى خلايا شمسية أكثر قوة من أي شيء قيد الاستخدام.

تسمى المواد الاصطناعية التي عمل الباحثون بها الهاليد الهيدرو بيروفسكايت الهيدروستاتيكي ، وهي بالفعل تستخدم كخلايا شمسية لبعض الوقت. لكن لديهم خاصية فريدة لم يتم استغلالها بعد. يبدو أنه بعد تعرض المادة للضوء ، يتحول الضوء إلى طاقة كهربائية ، كما هو الحال مع جميع الخلايا الشمسية. ولكن مع perovskite ، بعد أن تم توليد الكهرباء ، جزء من هذه الإصلاحات الكهربائية نفسها مرة أخرى إلى الفوتونات ، أو الضوء. إذا كان من الممكن تطوير الخلايا الشمسية التي يمكنها انتزاع وإعادة استخدام هذه الفوتونات ، فإنها ستكون قادرة على ضخ المزيد من الطاقة من نفس كمية الضوء التي تستخدمها الخلايا الحالية.

"إنه عرض هائل لجودة هذه المادة ويفتح الباب لزيادة كفاءة الخلايا الشمسية ،" يقول فيليكس ديشلير من جامعة كامبردج. "إن أساليب التصنيع التي قد تكون مطلوبة لاستغلال هذه الظاهرة ليست معقدة ، وهذا يجب أن يعزز كفاءة هذه التقنية بشكل كبير يفوق ما تمكنا من تحقيقه حتى الآن."

وللتحقق من أن هيدرات الهيدروريدات الرصاصية ، في الواقع ، تستخدم إعادة تدوير الفوتون ، قام الباحثون ببث ليزر على قطعة سماكتها 500 نانومتر من المادة. ثم لاحظوا أن الضوء من هذا الليزر أعاد إرساله كخرج عالي الطاقة في مكان آخر من المادة.

يقول المؤلف الرئيسي لويس ميغيل بازوس أوتون: "لا يمكن أن يتواجد المكون عالي الطاقة ما لم يتم إعادة تدوير الفوتونات". كما أشار إلى أن المواد مثل السيليكون - التي يشيع استخدامها في الخلايا الشمسية اليوم - لا تملك هذه القدرة على نقل الطاقة من خلالها وإعادة إنبعاثها كضوء.

في وقت سابق من هذا العام ، أعلن مختبر الطاقة المتجددة الوطني في الولايات المتحدة أنه تم تعيين رقم قياسي جديد للخلايا الشمسية التي كانت قادرة على تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء بمعدل 29.8 في المائة باستخدام خلية قائمة على السيليكون. إذا كان من الممكن ترجمة بحث كامبردج إلى خلية شمسية عاملة ، فهناك فرصة جيدة لن يتم تسجيلها طويلاً. بالإضافة إلى ذلك ، مع تقدم حديث يجعل خلايا بيروفسكايت أرخص وأقوى ، قد تقترب أيام السيليكون في الشمس قريبًا.

تظهر ورقة تصف التقدم في مجلة Science .

المصدر: جامعة كامبردج

تصوير فنان لما يبدو عليه إعادة تدوير الفوتونات داخل الهيكل المتبلور لـ perovskite (Credit: Criss Hohmann)

موصى به اختيار المحرر