الخلايا البيروفسكايتية: مستقبل واعد للطاقة الشمسية

30 ديسمبر، 2024

بغداد/المسلة: زكي الساعدي

في ظل التحديات البيئية المتزايدة، أصبحت الخلايا الشمسية حلاً استراتيجياً للطاقة المستدامة، وبما أنّ بلداننا من البلدان المشمسة فان حلول الطاقة الشمسية تطرح بقوة وفي بعض الأحيان نسمع ان بعض البلدان افضل في استخدام الطاقة الشمسية من العراق والسبب ان مستوى شدة الإشعاع الشمسي بالعراق منخفض نسبيا بنسب تكون اعلاها في محافظة الأنبار ومع هذا فان الإشعاع الشمسي في العراق يعتبر من الأعلى عالميًا، حيث يتراوح متوسط شدة الإشعاع الشمسي بين 5.

4 و6.5 كيلوواط ساعة/متر مربع يوميًا،

ومن اهم الميزات التي يتميز بها بلدنا العراق وجود اكثر ٣٠٠ يوم مشمس في السنة وهذا العدد من الأيام المشمسة غير موجود بتاتا في الدول الاوربية مما يجعل الاستفادة من الطاقة الشمسية بأعلى درجاتها ..

ويلاحظ ان افضل محافظات العراق في مستوى الإشعاع الشمسي هي الأنبار و البصرة .
وهناك ميزة إضافية في الظروف الجوية العراقية وهي قلة الأمطار حيث ان كفاءة اللوح الشمسي تنخفض بالأجواء الماطرة او الأجواء الغائمة ..
ومن الجدير بالذكر ان مستوى الإشعاع الشمسي يكون في اعلى حالاته عند الدول ايضا التي تقع منطقة خط الاستواء.

والحديث عن بحوث الطاقة الشمسية يطول لما فيه من تفاصيل دقيقة ولكن أبرز الابتكارات الحديثة في هذا المجال الخلايا البيروفسكايتية. تعتمد هذه الخلايا على مادة “البيروفسكايت”، وهي ذات بنية بلورية خاصة تتيح امتصاص الضوء بكفاءة عالية. تتكون هذه المواد من صيغة كيميائية عامة ABX₃، حيث يمثل العنصر A كاتيونًا عضويًا أو غير عضوي مثل ميثيل أمونيوم أو السيزيوم، بينما يمثل B كاتيونًا معدنيًا مثل الرصاص أو القصدير، ويمثل X أنيون هاليد مثل الكلور أو البروم أو اليود.

مزايا تقنية واعدة

الخلايا البيروفسكايتية حققت قفزات كبيرة في الكفاءة، إذ تجاوزت 25% في ظروف مختبرية، مما يجعلها منافسة شرسة للخلايا الشمسية التقليدية المصنوعة من السيليكون. ما يميز هذه الخلايا ليس فقط الكفاءة، بل أيضاً التكلفة المنخفضة، إذ يمكن تصنيعها بمواد أقل تكلفة وتقنيات أبسط، ما يساهم في تخفيض تكاليف الإنتاج بشكل كبير.

المرونة التي تتمتع بها هذه الخلايا تفتح آفاقاً واسعة لتطبيقاتها، حيث يمكن تصنيعها على ركائز مرنة، مما يسمح باستخدامها في نوافذ المباني وأسطحها وحتى الأجهزة المحمولة. إضافة إلى ذلك، فإن خفة وزنها تسهم في تسهيل عملية التركيب وخفض تكاليف النقل، ما يجعلها خياراً عملياً في العديد من الحالات.

تحديات تحتاج إلى حلول

رغم ما تقدمه هذه التقنية من مزايا، تواجه الخلايا البيروفسكايتية تحديات كبيرة. من أبرزها مشكلة الاستقرار، حيث تتأثر هذه الخلايا بالحرارة والرطوبة والأشعة فوق البنفسجية، مما يحد من عمرها الافتراضي. كما أن وجود الرصاص في العديد من تركيباتها يثير قلقاً بيئياً كبيراً، الأمر الذي يستدعي تطوير بدائل آمنة.

قابلية التوسع من المختبر إلى الإنتاج الصناعي تمثل تحدياً آخر. فبينما أظهرت الخلايا أداءً متميزاً في التجارب، يتطلب إنتاجها على نطاق واسع تحسينات كبيرة في تقنيات التصنيع والبنية التحتية.

تطبيقات مبتكرة

تمثل الخلايا البيروفسكايتية خياراً جذاباً لتطبيقات متعددة، من الألواح الشمسية التقليدية على الأسطح إلى النوافذ شبه الشفافة التي تجمع بين الجمال والكفاءة. كما يمكن استخدامها في الأجهزة المحمولة والإلكترونيات المرنة، مما يفتح المجال لتطبيقات مستقبلية غير مسبوقة
فقد نجحت احد الشركات الألمانية بعمل طبقتين من الخلايا الشمسية باستخدام الخلايا البيروفسكايتية كطبقة أولى والطبقة الثانية من السيلكون وتعهدت بان يكون ضمان استخدام هذه الخلايا ٢٥ عام مما يجعلها الأكثر طلبا في السوق العالمي .

نحو مستقبل أكثر استدامة

رغم التحديات، توفر الخلايا البيروفسكايتية فرصة ذهبية لإعادة تشكيل سوق الطاقة الشمسية. فمع استمرار الأبحاث لتطوير استقرارها وتقليل التأثيرات البيئية، قد تصبح هذه الخلايا خياراً رئيسياً للطاقة النظيفة. النجاح في معالجة العقبات سيجعلها منافساً قوياً أو حتى بديلاً للخلايا السيليكونية، مما يدعم الانتقال إلى عالم أكثر استدامة.

المسلة – متابعة – وكالات

النص الذي يتضمن اسم الكاتب او الجهة او الوكالة، لايعبّر بالضرورة عن وجهة نظر المسلة، والمصدر هو المسؤول عن المحتوى. ومسؤولية المسلة هو في نقل الأخبار بحيادية، والدفاع عن حرية الرأي بأعلى مستوياتها.

About Post Author moh moh

See author's posts

المصدر: المسلة