الأسلاك النانوية تعد بخلايا شمسية أكثر كفاءة

أظهرت دراسة أجراها باحثون في جامعة "لوند" في السويد أن الأسلاك النانوية يمكن أن تمهد الطريق لخلايا شمسية أكثر كفاءة وأقل تكلفة. ونقلت مجلة "ساينس ديلي"، في تقرير نشرته أخيرا، عن الدكتور ماغنوس بورغستروم، وهو باحث في فيزياء أشباه الموصلات والمؤلف الرئيسي للدراسة، قوله: "تعتبر النتائج التي توصلنا إليها أول نتائج تظهر أنه من الممكن حقا استخدام الأسلاك النانوية لتصنيع الخلايا الشمسية." وتلقى البحوث حول استخدام الأسلاك النانوية في تصنيع الخلايا الشمسية شعبية متزايدة حول العالم. ولطالما حلم الباحثون برفع كفاءة تلك الخلايا إلى 10%، ولكن الدكتور بورغستروم وزملاءه نجحوا في رفع الكفاءة إلى 13,8%. وتصنع الأسلاك النانوية من مادة فوسفيد الإنديوم شبه الموصلة، وهي تعمل كهوائيات تمتص أشعة الشمس وتولد الكهرباء. ويتم تجميعها على سطوح تبلغ مساحة كل منها ميليمترا مربعا، ويضم أربعة ملايين سلك. ويمكن للخلايا الشمسية المصنوعة من الأسلاك النانوية أن تولد تأثيرا لكل وحدة سطح نشط يفوق ذلك الذي تولده الخلايا السيليكون الحالية بعدة أضعاف. وفي حين أن هذه التكنولوجيا الجديدة لم تخرج بعد من المختبر، فإن العلماء يخططون لاستخدامها في محطات توليد الطاقة الشمسية الكبيرة في المناطق المشمسة، مثل جنوب غرب أميركا، وجنوب اسبانيا، وأفريقيا. وقد تمكن باحثو جامعة "لوند" أخيرا من تحديد القطر الأمثل للأسلاك وطريقة تصنيعها. وأوضح بورغستروم قائلا: "إن الحجم المناسب ضروري لمساعدة الأسلاك النانوية على امتصاص أكبر عدد ممكن من الفوتونات. وفي حال كانت هذه الأسلاك أصغر من اللازم بما لا يزيد على بضعة أعشار من النانومتر، فإنها تتدهور وظيفيا إلى حد كبير." وتعد خلايا السيليكون الشمسية المستخدمة لتوفير الكهرباء للاستخدام المنزلي رخيصة نسبيا، ولكنها غير فعالة لأنها تستغل جزءا محدودا من تأثير أشعة الشمس. والسبب في ذلك هو أن المادة الواحدة لا تستطيع امتصاص سوى جزء واحد من الطيف الضوئي. وبالتالي فإن البحوث المجراة على تكنولوجيا الأسلاك النانوية تهدف إلى جمع أنواع مختلفة من المواد شبه الموصلة لاستغلال جزء أكبر من الطيف الشمسي. ولكن العيب في هذا هو أنه يجعل هذه التكنولوجيا مكلفة للغاية، وغير قابلة، بالتالي، للاستخدام إلا في سياقات متخصصة.