وفقًا لوكالة أنباء آنا، يواجه العلماء تحديًا هائلًا في مجال الطاقة في عالم يتجه بسرعة نحو 500 مليار جهاز متصل بالإنترنت بحلول عام 2030. والسؤال هو: كيف يُمكننا تشغيل عدد هائل من أجهزة الاستشعار الذكية والأجهزة اللاسلكية وأجهزة الكمبيوتر الصغيرة دون الحاجة إلى استبدال مليارات البطاريات باستمرار؟
وفقًا لـ SF، قد يمتلك باحثون في كلية لندن الجامعية، إلى جانب العديد من المؤسسات الدولية، إجابةً قد تُحدث ثورة في حلول الطاقة الخضراء. فقد طوروا خلايا شمسية داخلية قادرة على جمع الطاقة من ضوء النهار بكفاءة تحويل طاقة داخلية (iPCE) تبلغ 37.6% في ظل ظروف الإضاءة العادية. هذا الرقم، وهو الأعلى الذي تم تحقيقه في دراستهم، يضع هذه الخلايا ضمن أفضل الخلايا أداءً من نوعها.
ركز العلماء على نوع مُحدد من تقنيات الطاقة الشمسية يُسمى "بيروفسكايتات ذات فجوة نطاق واسعة". بخلاف الألواح الشمسية السيليكونية التقليدية المصممة للاستخدام الخارجي، صُممت هذه الخلايا لالتقاط الطاقة من مصابيح LED ومصابيح الفلورسنت ومصادر الإضاءة الداخلية الأخرى، وتشمل تطبيقاتها المحتملة تشغيل الجيل القادم من الأجهزة الصغيرة دون الحاجة إلى عمليات إيقاف تشغيل البطاريات واستبدالها بشكل متكرر.
*تحسين أداء الخلايا الشمسية
تركز الدراسة على استراتيجية إعادة تجميع تُسمى "عملية التخميل الثلاثي" (TPT). يستخدم هذا النهج ثلاثة مركبات كيميائية للتغلب على مشاكل مثل العيوب التي تُهدر الطاقة والتغيرات الكيميائية الناتجة عن الضوء والتي تُقلل من الأداء. لطالما حدّت هذه المشاكل من أداء الخلايا الشمسية الداخلية.
يعمل هذا النهج عن طريق تغيير سلوك مواد الخلايا الشمسية على سطحها. عادةً ما يحتوي السطح على فائض من الإلكترونات. تُغير المعالجة الثلاثية هذا التوازن لإحداث نقص في الإلكترونات، مما يُسهّل على الخلية استخلاص الطاقة من الضوء الداخلي.
لاحظ العلماء تحسنًا كبيرًا في قدرة المواد على عكس الضوء، وهو ما يُشير إلى انخفاض عيوب هدر الطاقة. ازدادت هذه القدرة أربعة أضعاف، وهو مؤشر أقوى على إمكانية تحويل طاقة أفضل.
نورنيوز/وكالات