.){kind=link}
علماء من جامعة بنسلفانيا يصنعون خلايا شمسية من مادة غير نمطية - ثنائية الكالكوجينيدات التقليدية ثنائية الأبعاد للمعادن الانتقالية (DPM). تتمتع هذه المواد بكفاءة منخفضة نسبيًا في تحويل الضوء إلى كهرباء ، لكنها أخف بمئات المرات من لوحات الصور السيليكونية الحديثة. بالنسبة للفضاء ، يعد الوزن الخفيف ميزة حاسمة. ولكن لا يزال هناك عمل يتعين القيام به على اللوحات باستخدام DPM.
لا يزيد سمك فيلم DPM عن عدد قليل من الذرات. هذا هو عدة مرات أرق من طبقة السيليكون أو زرنيخيد الغاليوم في لوحات الصور الحديثة. هذا سيجعل من الممكن جعل الخلايا الشمسية DPM أخف بمئات المرات أو أكثر. لتوسيع الوجود البشري في الفضاء - في المدار والأقمار والكواكب الأخرى - سيكون وزن البضائع المنقولة من الأرض أمرًا بالغ الأهمية. سيأتي الوقت ، وسيتعين التخلي عن السيليكون الموجود في طاقة الفضاء. ومن ثم ، فإن الباحثين على يقين من أن العصر الذهبي للألواح الضوئية الضوئية المصنوعة من ثنائي الكالكوجينيدات للمعادن الانتقالية سيأتي.
ومع ذلك ، فإن مواد DPM لها عيب كبير. أظهرت جميع عينات الخلايا الكهروضوئية التي تم إنشاؤها حتى الآن على أساسها كفاءة لا تزيد عن 5 ٪. من حيث الوزن ، لا يزال أفضل من السيليكون ، ولكن في الحالة المثالية ، يجب زيادة كفاءة المادة الواعدة ، والتي ، على سبيل المثال ، يمكن القيام بها عن طريق تحسين بنية الخلية الكهروضوئية. هذا بالضبط ما فعله علماء من جامعة بنسلفانيا وحققوا نجاحًا كبيرًا - اقترحوا بنية لخلية DPM بكفاءة 12٪.
يجب توضيح أن الكفاءة المذكورة قد تم تحقيقها على النموذج الرقمي للخلية الكهروضوئية. قرر الباحثون ألا يبدأوا بالتجارب ، ولكن بالنمذجة ، الأمر الذي يبدو منطقيًا - فهو أرخص وأسرع بهذه الطريقة. ولكن على أساس النموذج الرقمي والأساليب المطورة ، فإن الخبراء واثقون من أنهم أو زملائهم سيكونون قادرين على تقديم عينات مادية من الخلايا الشمسية من ثنائي الكالكوجينيدات للمعادن الانتقالية بكفاءة لا تقل عن 10٪ في السنوات الأربع إلى الخمس القادمة .
يكمن سر التطور ، الذي حكى عنه العلماء في العدد الأخير من مجلة الجهاز ، في البنية متعددة الطبقات للعنصر (فيلم على فيلم ، عندما تبدأ الانعكاسات المتعددة للفوتونات في العمل) ، وكذلك في تصميم الأقطاب الكهربائية ، مما يجعل من الممكن التحكم بفعالية في الإكسيتونات - العناصر النشطة الرئيسية لهياكل DPM ثنائية الأبعاد. لكن كل هذا لا يزال على الورق. نحن ننتظر التنفيذ العملي.
اقرأ أيضا: