حقق فريق من الباحثين في معهد العلوم الضوئية (ICFO) إنجازًا علميًا قد يغير مستقبل الطاقة المتجددة، عبر تصميم جديد لألواح الطاقة الشمسية يضاعف كفاءتها في توليد الكهرباء.
حل مشكلة الضوء المهدر
ركز الباحثون على مشكلة تعرف بـ "خسارة بولتزمان"، وهي الطاقة التي تفقدها الألواح عندما تعيد إشعاع جزء من الضوء الممتص بدلاً من تحويله إلى كهرباء. وبينما ركزت الجهود العالمية على تقليل الحرارة المهدرة، عالج هذا الفريق فقدان الضوء نفسه.
تصميم مبتكر بخلايا عضوية
استخدم الفريق خلايا شمسية عضوية بدلاً من السيليكون التقليدي، وأضافوا شريحة فضية رقيقة جدًا تعمل كغرفة بصرية. يسمح هذا التصميم بدخول ضوء الشمس بقوة، ويمنع اللوح من عكس الضوء للخارج بزوايا واسعة، مما يقلل الهدر بشكل ملحوظ.
قفزة من 23% إلى 43%
تتراوح كفاءة الألواح الحالية في الأسواق بين 20 و23%، بينما يبلغ الحد الأقصى النظري لها حوالي 33%. أما مع هذا الابتكار، فيتوقع العلماء أن تقفز الكفاءة لتصل إلى 43% تقريبًا، ما يمثل نقلة جبارة تضاعف إنتاج الكهرباء من نفس المساحة.
مرحلة تجريبية واعدة
لا يزال الابتكار في مرحلة التجارب المعملية ولن يتوفر في الأسواق قريبًا، لكن الخبراء يؤكدون أن المبدأ العلمي قابل للتطبيق على جميع أنواع الخلايا الشمسية، ما قد يتيح مستقبلًا ألواحًا أصغر وأرخص تولد ضعف الكهرباء.
