467

فريق أصدقاء البيئة 2024 - أبريل 43 - السنة 467 العدد - 44 الجمعية الكويتية لحماية البيئة تصميم خلايا شمسية شفافة جديدة ضية بيئية 2 4 Transparent الفولطائيــة الضوئيــة الشــفافة ) هــي تقنيــة الخلايــا الشمســية photovoltaic) (TPV لتحويــل الضــوء إلــى طاقة كهربائيــة، والتــي تعتمد على عن الخلايا TPV الظاهرة الكهروضوئية المعروفة. وتتميز الشمســية المعتمة بسبب شــفافيتها لمدى أوسع من الأطوال موجيــة وبالتالي قدرتها على تمريرها والاســتفادة منها في إنتاج الطاقة الكهربية، مما يزيد من كفاءتها. لقد فرضت أزم ة التغير المناخي التي يعاني منها كوكبنا إلى التحول من استخدام مصادر الوقود الأحفوري التقليدي والمتمثــل بالنفط والفحم والغــاز الطبيعي إلى مصادر فعّالة للطاقة الخضراء. وتعتبر الطاقة الشمسية أهم مصادر الطاقة البديلة المتجددة والتي يهتم بها علماء البيئة في جميع أنحاء العالم، للانتقال نحو ما يعرف بمفهوم «الطاقة الشــخصية» وهــي تكنولوجيا الحصول Personalized Energy المباشــر والســهل للطاقة وأثناء التنقل، والذي من شأنه أن يجعل الحصول على الطاقة في موقع ما ممكناً. فعلى سبيل المثــال، يمكن دمج الخلايا الشمســية في النوافذ والمركبات وشاشــات الهواتف المحمولة وغيرها من المنتجات اليومية وهو ما يتطلب أن تكون الألواح الشمســية ســهلة الاستخدام وشفافة. ولهذا يســعى العلماء الباحثيــن للبحث عن طرق لتطوير تكنولوجيا الخلايا الشمسية الحالية وتحسين كفاءتها وتصميم خلايا شمسية بتصاميم جديدة قادرة على إنتاج الطاقة بكفاءة أكبر. ومن تلــك الجهود البحثية في تطويــر تكنولوجيا الخلايا الشمسية التي يمكن أن تتيح إمكانية الحصول على ما يعرف بالطاقة الشخصية، طرح العلماء في جامعة إنتشون الوطنية Nano في كوريا الجنوبية، في دراستهم التي نشرتها مجلة ، تصميماً مبتكراً لتطوير خلايا شمســية شــفافة Energy جديدة وذلك باستخدام أغشية رقيقة من السيليكون، مع توليد طاقة فعّالة. ويتوقع أن يشكل هذا الابتكار الجديد تحولاً ينقل تكنولوجيا الخلايا الشمسية إلى عصر جديد للطاقة الشمسية. وينطلق هذا الابتكار من تطوير أجهزة (ضوئية شــفافة) ) ، وهــي Transparent photovoltaic (TPV( نسخ شفافة من الخلايا الشمسية التقليدية. على عكس الخلايا الشمســية المعتمة (التــي تمتص الضوء المرئي)، تســتفيد مــن الضوء «غير المرئي» TPV أجهزة الضوء الشــفافة الذي يسقط في نطاق الأشعة فوق البنفسجية. الخلايا الشمســية التقليديــة تكون على نوعيــن: «النوع الرطب» (القائم على المحلول) أو «النوع الجاف» (مكون من أشــباه موصلات من أكسيد الفلز). الخلايا الشمسية من النوع الجاف لها ميزة تميزها عن الخلايا من النوع الرطب، فهــي أكثر وثوقيــة وصديقة للبيئــة وفعّالة بالنســبة للكلفة. وعــ وة على ذلك فإن وجود أكاســيد المعادن في مكوناتها يتيح لها فرص الاستفادة من ضوء الأشعة فوق البنفسجية. وبالاســتفادة من هــذه الخصائص والميــزات في الخلايا الشمسية من النوع الجاف، فقد توصل الباحثون إلى تصميم القائم على أكســيد المعادن. حيث قاموا TPV مبتكر لجهاز بإدخال طبقة رقيقة جداً من الســيليكون بين إثنين من أشــباه الموصــ ت الشــفافة المصنوعة من أكســيد المعدن، وذلك فعال. TPV بهدف تطوير جهاز ضوء شفاف يقول البروفيسور جوندونغ كيم الذي قاد الدراسة: «هدفنا كان ابتــكار خلية شمســية شــفافة عالية الطاقــة بل ومنتجة )Si( للطاقة أيضاً، ومن خلال دمج غشــاء رقيق للغاية من الســيليكون غير المتبلور بين أكسيد الزنك وأكسيد النيكل». )Si( ويضيــف: كان لهذا التصميم الجديــد المكون من فيلم السيليكون ثلاث مزايا رئيسية وهي: أولاً: ســمح باستخدام الضوء ذو الطول الموجي الأقصر العادية. TPVs على عكس ثانياً: أدى إلى جمع الفوتون بكفاءة. ثالثاً: ســمح بنقل الجســيمات المشــحونة إلــى الأقطاب الكهربائية بشكل أسرع. ���� ������ ����� 467.indd 44 6/4/24 6:18 PM