يوفر مليارات الدولارات.. كاوست تحقق إنجازًا جديدًا في الطاقة الشمسية

أعلن فريق بحثي دولي يقوده علماء من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست)، وبالتعاون مع معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية (ISE) وجامعة فرايبورغ، عن تحقيق إنجاز علمي جديد تمثل في تطوير تقنية مبتكرة تعزز كفاءة واستقرار خلايا بيروفسكايت-سيليكون الشمسية المترابطة.

ويعتمد هذا الإنجاز على معالجة سطح البيروفسكايت بمركب (1,3-diaminopropane dihydroiodide)، ما أسهم في رفع كفاءة التحويل إلى %33.1، وتحقيق جهد كهربائي مفتوح الدارة قياسي بلغ 2.01 فولت.

توفير مليارات الدولارات

ويُتوقع أن يسهم هذا الابتكار في توفير مليارات الدولارات للدول التي تتبنى الطاقة الشمسية، حيث أظهرت التجارب التي أجريت في بيئة السعودية الساحلية عند درجات حرارة تجاوزت 40 مئوية ولمدة أكثر من 1500 ساعة، أن الخلايا حافظت على أدائها المحسّن، رغم الظروف المناخية القاسية التي عادة ما تُضعف كفاءة الخلايا الشمسية.

ويُبرز هذا الإنجاز أهمية خلايا بيروفسكايت-سيليكون المترابطة مقارنة بالخلايا السيليكونية التقليدية، إذ تتيح الاستفادة المثلى من الطيف الشمسي وتحقيق كفاءة تتجاوز حدود %30 المعروفة في الخلايا التقليدية.

ويُعد استخدام خلية سيليكونية تقليدية للطبقة السفلية خياراً عملياً في الإنتاج واسع النطاق، غير أن التحدي كان يتمثل في ترسيب طبقة بيروفسكايت عالية الجودة على الأسطح الهرمية للخلايا السيليكونية.

التصاميم المسطحة

وقال الدكتور أسامة الراجي، الباحث في معهد فراونهوفر (ISE) وأحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة: “حتى الآن، اقتصرت النجاحات السابقة على التصاميم المسطحة، لكننا تمكنا من تحقيق تمرير سطحي ممتاز عبر ترسيب مركب PDAI على الأسطح غير المستوية، وهو ما فتح آفاقاً جديدة في هذا المجال”.

وأضاف أن المعالجة بمركب الـPDAI حسّنت خصائص المادة نفسها، فرفعت قدرتها على التوصيل الكهربائي وزادت من كفاءتها الإجمالية.

وأوضح البروفيسور ستيفان دو وولف من كاوست أن هذا الإنجاز يشكل قاعدة صلبة للأبحاث المستقبلية، مشيراً إلى أنه عزز فهم العلماء للعمليات المعقدة في الطبقة العلوية خلال تحويل الضوء إلى كهرباء، الأمر الذي يمكّن من تطوير تصاميم أكثر كفاءة.

ابتكارات الطاقة المتجددة

فيما أكد الراجي أن البنية التحتية البحثية المتقدمة في كاوست، إلى جانب خبرات الباحثين متعددي التخصصات، كانت عاملاً حاسماً في تسريع خطوات البحث وتحقيق هذا الإنجاز.

ويؤكد هذا التقدم البحثي مكانة المملكة العربية السعودية كمركز عالمي رائد في أبحاث وابتكارات الطاقة المتجددة.

كما يعكس دور كاوست في قيادة هذا التحول من خلال التعاون الدولي والعلوم المتقدمة، بما يتماشى مع مستهدفات رؤية السعودية 2030.