HeadlinesBriefing favicon HeadlinesBriefing.com

اختراق في خلايا البيروفسكايت الشمسية تحت الماء

Ars Technica •
×

في إحدى حلقات مسلسل الرسوم المتحركة Birdman من إنتاج هانا-باربيرا، يكافح البطل الذي يحمل نفس الاسم للقتال ضد الشرير الدكتور شارك على متن غواصة دون طاقة شمسية لإعادة شحن قواه. لذا سيقدر Birdman بالتأكيد خلايا البيروفسكايت الشمسية الجديدة التي طورها فريق بقيادة سيمين ما في جامعة يونان، لأنها مصممة للعمل تحت الماء. الخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت بدلاً من السيليكون هي دائماً حكاية مقايضات. يمكن تصنيعها بتكلفة منخفضة، ويمكن أن تتخذ أشكالاً مثيرة للاهتمام (مثل الأغشية الرقيقة والمرنة والشفافة)، ويمكنها تحويل قدر أكبر بكثير من الطاقة الشمسية الواردة إلى كهرباء. الصعوبة تكمن في أنها تميل إلى التحلل بسرعة كبيرة.

الرطوبة مدمرة بشكل خاص للبيروفسكايت، مما يجعلها خياراً غريباً ظاهرياً للألواح الشمسية تحت الماء. لكن هذه المواد تمتلك قوة خارقة أخرى حاسمة: يمكن ضبطها للعمل مع أطوال موجية مختلفة من الضوء. يحجب الماء بسرعة الأطوال الموجية للضوء التي تمتصها الألواح الشمسية السيليكونية، لكن خلية البيروفسكايت المصممة بعناية لا تزال قادرة على توليد الكهرباء في أعماق البحر الأزرق. وفي الواقع، يجب أن تساعد مستويات الضوء المنخفضة ودرجات الحرارة الأكثر برودة في إطالة عمرها. يتطلب ضبط البيروفسكايت فقط تعديل بعض كيميائها أثناء الإنتاج، لذا لم يكن الحصول على شيء يمتص الأطوال الموجية الموجودة على عمق بضعة أمتار تحدياً.

كانت المهمة الحقيقية هي جعل الخلايا متينة. وجد الفريق مادة مضافة فعالة بشكل خاص (هيدروكلوريد بولي هيكساميثيلين غوانيدين) ساعدت بعدة طرق. فقد بنت طبقة طاردة للماء حول المادة. لكن جزءاً من المركب يشارك أيضاً في الشبكة البلورية للبيروفسكايت، مما يساعد على تكوين بلورات أكبر ويمنع الأيونات من التحرك داخل بنية الشبكة. تحد المادة المضافة من بعض الطرق الشائعة التي يتحلل بها البيروفسكايت، مع تحسين إنتاج الكهرباء للخلية الشمسية أيضاً.