باحث مصري يبتكر طريقة جديدة لتصنيع خلايا شمسية

باحث مصري يبتكر طريقة جديدة لتصنيع خلايا شمسية

ابتكر الباحث أحمد مرتضى السمان طريقة جديدة لتصنيع خلايا شمسية ذات كفاءة عالية وأقل ثمنًا، من خلال تطوّير مادة جديدة يمكنها تحسين فاعلية الخلايا الشمسية، مع إنقاص تكلفتها في الوقت نفسه.

ويقول أحمد: “في الآونة الأخيرة، اجتذبت مواد البيروفسكايت اهتماما كبيرا نظرا لخصائصها الرائعة في التطبيقات الضوئية”.

ويضيف: “تستخدم هذه المواد في الغالب كمحسسات في الحالة الصلبة لتطبيقات الخلايا الشمسية”.

وتمكن الباحث في هذه الدراسة من إنتاج بيروفسكايت مع إحلال بعض الفلزات أو الهالوجينات أو المواد العضوية المختلفة في أحجام متناهية الصغر للحصول على كفاءة عاليه في الخواص الضوئية.

وفي هذه الرسالة ابتكر الباحث طريقة جديدة لتحضير مواد هاليد البيروفسكايت عن طريق جهاز الطاحونة الدوارة كبديل لطريقة التكثيف. كما هو موضح بالصورة.

لا يستغرق تحضير المادة إلا بضع دقائق فقط فتتحول من اللون الأبيض والأصفر (المتفاعلات) كما في الصورة الأولى إلى اللون الأسود (النواتج). كما تبين الصورة.

بعد ذلك تم تجربة هذه المادة في الخلايا الشمسية، وكانت النتائج مبهرة في الحصول على كفاءة عالية تصل إلى %10 باستخدام مادة غير عضوية كبديل لمادة النقل البينية المستخدمة في الخلايا، والمعروفة باسم spiro-OMeTAD، باهظة الثمن.

وتم اختبار القدرة الكهربية الخارجة من الخلية -كما هو موضح في الصورة التالية- حيث تم الحصول على ما يقرب من 0.8 فولت.

الجدير بالذكر أنه تم نشر هذه الفكرة في أعلى الدوريات العلمية على مستوى العالم وهىAmerican Chemical Society.

إن احتياج العالم إلى الطاقة الجديدة والمتجددة أصبح أمرا ملحا حيث تعتمد غالبية الطاقة الشمسية حاليا على السيليكون التي تحول حوالي %25 من الضوء الساقط عليها إلى كهرباء. يقول أحمد.

لكن خلايا الأغشية الرقيقة الشمسية المصنعة من قِطَع السيليكون النقي تكلفة تصنيعها باهظة. فكان الاتجاه إلى خلايا البيروفسكايت التي تعد أرخص تكلفةً فهي تجمع بين أفضل سمات النوعين.

لذلك مواد هاليد العضويه الفلزية (بيروفسكيت( اعطت انفراجة في أنواع الخلايا الشمسية من حيث الكفاءة والتكلفة. حسبما أضاف الباحث.

حصل الباحث على رسالة الدكتوراة في تخصص كيمياء غير عضوية وتحليلية – قسم المواد الٍالكترونية والمغناطيسية – مركز بحوث وتطوير الفلزات، تحت إشراف ا.د/ محمد محمد رشاد رئيس قسم المواد الالكترونية والمغناطيسية بمركز بحوث وتطوير الفلزات, أ.د/ على مصطفى حسن أستاذ الكيمياء غير العضوية بكلية العلوم- جامعة الأزهـر.

ذات كفاءة عالية وأقل ثمنًا.. باحث مصري يبتكر طريقة جديدة لتصنيع خلايا شمسية