نجاح تجربة نقل شحنات كهربائية موجبة جديدة لتصنيع الخلايا الشمسية

كتبت سماح سعيد:

أوضح د. إبراهيم غياض القائم بأعمال رئيس مركز بحوث وتطوير الفلزات، وصول فريق بحثى من قسم المواد الإلكترونية والمغناطيسية لنتائج ناجحة لتطوير طبقة نقل شحنات موجبة جديدة (HTL) لخلايا بيروفسكايت الشمسية المقلوبة باستخدام مادة “ثيوسيانات الفضة” AgSCN بدلا من مواد “ثيوسيانات النحاس و”pedot :pss.

وقد أظهرت المادة الجديدة كفاءة واستقرار استثنائيين فى الخلية المنشأة.

وفى السياق ذاته  أبرزت مجلة PV الدولية المتخصصة فى مجال تجارة الطاقة الشمسية والكهروضوئية تقريرًا عن نجاح الباحثين بمركز بحوث وتطوير الفلزات فى تصنيع خلية شمسية “بيروفسكايت” مقلوبة من نوع جديد اعتمادًا على طبقات نقل الثقوب (HTM) ثيوسانات الفضة.

وأشارت لأهمية نتائج البحث فى استبدال مواد نقل الشحنات الشائعة الاستخدام مثل ثيوسيانات النحاس و PEDOT:PSS.

حيث تتميز المادة الجديدة بمقاومة أكبر، ومعدل انتشار أبطأ، وقدرة أفضل فى نقل الشحنات بين طبقة HTL و pedot: pss.

وتمت مقارنة أداء الخلية الشمسية الجديدة بخلية مرجعية، وحقق الجهاز الجديد كفاءة تحويل طاقة تبلغ 16.6% فولت، وجهد دائرة مفتوحة 1.14 مللى فولت، وتيار قدره 19,0 مللى أمبير/سم2، وعامل fill factor = 77.1%.

كما كانت الخلية الجديدة قادرة أيضًا على الاحتفاظ ب 80.9% من كفاءتها الأولية بعد 500 ساعة فى جو به رطوبة نسبية 48%.

وأشادت مجلة PV بالنتائج التى توصل لها الباحثون بالمركز، موضحة أن طريقة إنتاج “ثيوسيانات الفضة” AgSCN تعتبر طريقة منخفضة التكاليف وسهلة وقابلة للتطوير، مما يبشر بالتسويق للأجهزة المرنة القائمة على البيروفسكايت “الشمسية” والتقنيات الكهروضوئية.

كما أنها منافس غير سام ويسهل التعامل معه فى درجات حرارة منخفضة، ومنافس قوى لإنشاء أجهزة ترادفية وخلايا شمسية عالية الكفاءة بوصلات P-I-N المصنوعة من البيروفسكايت.

ومن جانبه، أضاف د. أحمد مرتضى السمان الباحث الرئيسى، أن أهمية البحث ترجع لنجاح استخدام الباحثين للفضة كبديل للنحاس، والذى أدى لتحسين القدرة على نقل الشحنات بين HTL، وطبقة البيرفسكايت، مشيرًا إلى أن البحث قد تم نشره فى مجلة nature تحت عنوان
https://doi.org/10.1038/s41598-023-35081-z

جدير بالذكر، أن مجلة PV تعد مجلة عالمية رائدة فى مجال تجارة الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتخزين الطاقة، وتغطى أسواق عدة دول أوروبية وأمريكا اللاتينية والصين، واستراليا والهند وغيرها.

من خلال تقاريرها المستقلة التى تركز على التكنولوجيا وأحدث التطورات فى أسواق الطاقة والصناعات المحلية، ومتابعة التقنيات الجديدة، كما تحتوى على محفظة أحداث دولية هجينة وافتراضية ناجحة للتعمق فى مجالات الصناعة.