تقنية النانو تتوصل لأسلاك تزيد كفاءة الخلايا الشمسية و تقلل التكلفة

اظهرت دراسة اجراها باحثون في جامعة ' لوند ' في السويد ان الاسلاك النانوية يمكن ان تمهد الطريق لخلايا شمسية اكثر كفاءة واقل تكلفة. ونقلت مجلة ' ساينس ديلي ' , في تقرير نشرته اخيرا , عن الدكتور ماغنوس بورغستروم , وهو باحث في فيزياء اشباه الموصلات و المؤلف الرئيسي للدراسة , قوله : ' تعتبر النتائج التي توصلنا اليها اول نتائج تظهر انه من الممكن حقا استخدام الاسلاك النانوية لتصنيع الخلايا الشمسية. '

وتلقي البحوث حول استخدام الاسلاك النانوية في تصنيع الخلايا الشمسية شعبية متزايدة حول العالم. ولطالما حلم الباحثون برفع كفاءة تلك الخلايا الي 10 في المائة , ولكن الدكتور بورغستروم وزملاءه نجحوا في رفع الكفاءة الي 13,8 في المائة . وتصنع الاسلاك النانوية من مادة فوسفيد الانديوم شبه الموصلة , وهي تعمل كهوائيات تمتص اشعة الشمس وتولد الكهرباء.

ويتم تجميعها علي سطوح تبلغ مساحة كل منها ميليمترا مربعا , ويضم اربعة ملايين سلك. ويمكن للخلايا الشمسية المصنوعة من الاسلاك النانوية ان تولد تاثيرا لكل وحدة سطح نشط يفوق ذلك الذي تولده الخلايا السيليكون الحالية بعدة اضعاف.

وفي حين ان هذه التكنولوجيا الجديدة لم تخرج بعد من المختبر , فان العلماء يخططون لاستخدامها في محطات توليد الطاقة الشمسية الكبيرة في المناطق المشمسة , مثل جنوب غرب اميركا , وجنوب اسبانيا , وافريقيا.

وقد تمكن باحثو جامعة ' لوند ' اخيرا من تحديد القطر الامثل للاسلاك وطريقة تصنيعها. واوضح بورغستروم قائلا : ' ان الحجم المناسب ضروري لمساعدة الاسلاك النانوية علي امتصاص اكبر عدد ممكن من الفوتونات. وفي حال كانت هذه الاسلاك اصغر من اللازم بما لا يزيد علي بضعة اعشار من النانومتر , فانها تتدهور وظيفيا الي حد كبير. '

وتعد خلايا السيليكون الشمسية المستخدمة لتوفير الكهرباء للاستخدام المنزلي رخيصة نسبيا , ولكنها غير فعالة لانها تستغل جزءا محدودا من تاثير اشعة الشمس. و السبب في ذلك هو ان المادة الواحدة لا تستطيع امتصاص سوي جزء واحد من الطيف الضوئي.

وبالتالي فان البحوث المجراة علي تكنولوجيا الاسلاك النانوية تهدف الي جمع انواع مختلفة من المواد شبه الموصلة لاستغلال جزء اكبر من الطيف الشمسي. ولكن العيب في هذا هو انه يجعل هذه التكنولوجيا مكلفة للغاية , وغير قابلة , بالتالي , للاستخدام الا في سياقات متخصصة.