«دوران» مادة جديدة تقلل فقدان الطاقة الشمسية

طور باحثون يابانيون من جامعة كيوشو، مادة تسمح للخلايا الشمسية بتوليد كمية من الطاقة من ضوء الشمس، كان يعتقد أنها مستحيلة.
وقال د. يويتشي ساساكي، الأستاذ بكلية الهندسة والباحث الرئيس في الدراسة، إن الاكتشاف يعتمد على مادة باعثة خاصة تسمى «دوران»، قادرة على حصد الطاقة الشمسية التي كانت تفقد عادةً على شكل حرارة، ما يعزز كفاءة تحويل الطاقة إلى نحو 130 %، وهو ما يفتح آفاقاً جديدة للألواح الشمسية فائقة الكفاءة.
وأوضح أن الخلايا الشمسية التقليدية تعمل عن طريق فوتون واحد يولد جسيم طاقة يعرف بالإكسيتون، وأن التكنولوجيا الحالية تحصد نحو ثلث طاقة ضوء الشمس فقط، بسبب فقدان الفوتونات عالية الطاقة، مثل الضوء الأزرق، على شكل حرارة.
استخدم الباحثون عملية تُعرف بالانشطار الأحادي، تسمح بتقسيم الإكسيتونات الناتجة عن الفوتونات عالية الطاقة إلى إكسيتونين منخفضي الطاقة، ما يضاعف الطاقة المتولدة نظرياً.
وقال د. يويتشي ساساكي: «لدينا استراتيجيتان رئيسيتان لكسر هذا الحد، الأولى تحويل فوتونات الأشعة تحت الحمراء منخفضة الطاقة إلى أخرى مرئية ذات طاقة أعلى، والثانية استخدام الانشطار الأحادي لتوليد إكسيتونين من فوتون واحد».
ويأتي هذا الاكتشاف ضمن سلسلة من الإنجازات الحديثة في تكنولوجيا الطاقة الشمسية، بعد أن سجل فريق سويسري رقماً قياسياً جديداً لكفاءة خلايا بيروفسكايت عند دمجها مع السيليكون، ما يتيح إنتاج ألواح شمسية عالية الكفاءة بكلفة منخفضة مقارنة بالألواح الفضائية.