تقنية جديدة لتعزيز متانة الخلايا الشمسية العضوية

أفادت وکالة آنا الإخباریة، تمكّن فريق من الباحثين في معهد نينغبو لتكنولوجيا وهندسة المواد التابع للأكاديمية الصينية للعلوم من تطوير استراتيجية تعتمد على التثبيت الجزيئي لتعزيز استقرار الخلايا الشمسية العضوية، التي تتميز بخفة وزنها ومرونتها وإمكاناتها التجارية، لكنها تعاني من تدهور طبقاتها الرقيقة بفعل الحرارة والتعرض المستمر لأشعة الشمس.

وتعتمد التقنية الجديدة على إضافة طبقة وسيطة فائقة الرقة من كلوريد الإنديوم إلى بنية الخلية، حيث تؤدي المعالجة الحرارية إلى تفاعل كيميائي يزيل أيونات الكلور الحرة ويُشكّل شبكة كثيفة من الروابط بين الإنديوم والأكسجين والفوسفور. وتعمل هذه الشبكة على تثبيت الجزيئات الشمسية بإحكام، ما يعزز متانة الخلية واستقرار أدائها.

وتواجه الخلايا الشمسية العضوية تحدياً يتمثل في تحقيق التوازن بين كفاءة تحويل الطاقة والاستقرار طويل الأمد وإمكانية الإنتاج التجاري واسع النطاق، إذ كان تحسين إحدى هذه الخصائص يأتي غالباً على حساب الخصائص الأخرى.

وأظهرت الاختبارات أن الخلايا صغيرة المساحة حققت كفاءة تحويل للطاقة بلغت 20.4%، فيما سجلت وحدات أكبر بمساحة 15.6 سنتيمتراً مربعاً كفاءة بلغت 18.8%. كما احتفظت الأجهزة بأكثر من 85% من قدرتها الأولية بعد 2000 ساعة من التشغيل تحت التعرض المستمر للضوء.

وقال الباحث ليو تشيوان إن الفريق نجح في تطبيق الاستراتيجية على وحدات أكبر مساحة، محققاً كفاءة تحويل بلغت 18.8% استناداً إلى المساحة النشطة.

ويرى الباحثون أن هذه التقنية قد تسهم في تجاوز العقبات التي تحد من الاستخدام التجاري للخلايا الشمسية العضوية، وتهيئة المجال لتطوير تطبيقات مرنة لتوليد الكهرباء، تشمل نوافذ المباني وأسقف السيارات والأجهزة القابلة للارتداء.