الخلايا الترادفية تبشر بثورة في الطاقة الشمسية في السعودية

وأوضحت الدراسة التي نشرتها مجلة "ساينس" (Science) أن ذلك سيُسهم في دعم خطط المملكة العربية السعودية المستقبلية لزيادة الاعتماد على الطاقة النظيفة وغير المكلفة.

واستهدف الباحثون تحسين كفاءة الطاقة الشمسية لتحقيق أهداف الطاقة في السعودية، من خلال الاعتماد على تقنية البيروفسكايت/السيليكون الترادفية، التي تجمع بين قوة امتصاص البيروفسكايت الفعال للضوء واستقرار السيليكون على المدى الطويل؛ لتحقيق كفاءة قياسية.

في عام 2023، أعلن الفريق البحثي الذي يقوده "ستيفان دي وولف" -أستاذ هندسة وعلوم المواد بمركز أبحاث الطاقة الشمسية في جامعة كاوست- عن رقمين قياسيين عالميين لكفاءة تحويل الطاقة، مع تحقيق خمسة أرقام قياسية على مستوى العالم في العام نفسه، مما يُظهر تقدمًا سريعًا في تكنولوجيا البيروفسكايت/السيليكون الترادفية.

يقول "دي وولف" في تصريحات لـ"نيتشر ميدل إيست": يمكن للخلايا الشمسية الترادفية المصنوعة من البيروفسكايت والسيليكون، والتي يتم فيها ضبط طبقة البيروفسكايت لامتصاص نهاية التردد الأعلى للطيف الشمسي لتكملة امتصاص خلية السيليكون، أن تتجاوز كفاءة تحويل الطاقة لأفضل خلايا السيليكون أحادية الوصلة.

وأضاف: من أجل اعتماد هذه التقنية على نطاق واسع، يجب أن تكون تكلفة الكهرباء المولدة من الترادف أقل من تكلفة تكنولوجيا السيليكون السائدة.

ومن المتوقع أن تؤدي التقنيات الكهروضوئية دورًا رئيسيًّا في تجنُّب الآثار الكارثية المتوقعة لتغيُّر المناخ بفضل قدرتها التنافسية من حيث التكلفة، والتقدم التكنولوجي المستمر، ووفرة الطاقة الشمسية.

ولتسخير الإمكانيات الكاملة للخلايا الكهروضوئية، ظهرت الخلايا الشمسية الترادفية ثنائية الوصل كحل واعد نحو إقران كفاءة تحويل الطاقة العالية مع التصنيع الفعال من حيث التكلفة، وفق "دي وولف".

تُعد المملكة العربية السعودية ضمن أكثر البلدان العربية الواعدة في مجال الطاقة الشمسية، وفق جواد الخراز، المدير التنفيذي للمركز الإقليمي للطاقة المتجددة وكفاءة الطاقة.

يقول "الخراز" في تصريحات لـ"نيتشر ميدل إيست": إن وقوع السعودية في منطقة جغرافية متميزة واتساع صحاريها يوفر لها إمكانيات كبيرة لإنتاج الطاقة الشمسية، خاصةً مع الجو المشمس معظم أيام السنة.

ويؤكد "الخراز" ضرورة تسريع الانتقال نحو الطاقة النظيفة وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري، وتهيئة شبكة الكهرباء المحلية لاستقبال الكهرباء الناتجة من مصادر الطاقة المتجددة.   

يقول المؤلفون إن هناك عدة اعتبارات يجب مراعاتها لإنجاح مشروعات الخلايا الترادفية، مثل درجات الحرارة المتغيرة وأشعة الشمس.

ويقترح الباحثون إجراء اختبارات جغرافية لتحسين الأداء في مواقع محددة، واختبارات لمدى استقرار السيليكون، مؤكدين ضرورة "أن يكون للخلايا الشمسية المنشورة عمر افتراضي يدوم عقودًا".

يقول "دي وولف": من المتوقع أن يتجاوز سوق ترادُف البيروفسكايت/السيليكون 10 مليارات دولار في غضون عقد من الزمن، وجامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية في طليعة هذه الثورة؛ إذ تضع الأساس لتوفير طاقة نظيفة ميسورة التكلفة ويمكن للجميع الوصول إليها.

اشترك للحصول على النشرة الإلكترونية المحدّثة كل أسبوعين لكي تبقى على اطلاع بكافة المستجدات على الموقع.