"التوسع الشبكي" ظاهرة جديدة اكتشفها علماء جامعة "رايس" بولاية "تكساس" الأمريكية، هذا التوسع الناتج عن الضوء في مواد البيروفسكايت التي من الممكن استخدامها في إنتاج الألواح الشمسية، فهذا التوسع يعمل على علاج العيوب والشوائب، مما يؤدي إلى تدعيم الخصائص الضوئية للبيروفسكايت.
ووفقًا لتقرير موقع "أويل برايس" فإن هذا الاكتشاف جاء نتاج جهود كبيرة بذلتها جامعة "رايس" ومختبر "لوس ألاموس الوطني"، التي انتهت باكتشاف هذه الظاهرة داخل مركب البيروفسكايت، وهو عبارة عن مادة فعالة في جمع أشعة الشمس وتحويلها إلى طاقة.
تعمل هذه الإضاءة على خلق حالة من الاسترخاء لشبكة مواد البيروفسكايت، الأمر الذي يجعلها أكثر كفاءة في جمع الأشعة الشمسية ومن ثم تحويلها إلى طاقة، فهذه الإضاءة تقوم بالحد من الإجهاد الشبكي في بلورات البيروفسكايت، مما يمكنها من التوسع بشكل متشابه في كل الاتجاهات، وهذه العملية تساعد في علاج الخلل في جسم المكون.
ويساعد هذا في تقليل الحواجز النشطة في عملية الاتصال، مما يسهل حركة الإلكترونيات من خلال توصيل الطاقة إلى الأجهزة، وبالتالي تحسين كفاءة تحويل الطاقة للخلية الشمسية، لأنه لا يقلل من قدرتها على البقاء.
وأوضح الباحثون أن صيغة تركيبات البيروفسكايت الهجينة تضم معدن ثنائي التكافؤ والكاتيون والهاليد التي تعمل كأشباه موصلات قطبية تشبه مركب زرنيخيد الغاليوم، وهذه المكونات تجعل البيروفسكايت مُعامل امتصاص أكبر وأقوى من زرنيخيد الغاليوم.
قام الباحثون بإعداد أكثر من 30 غشاء رفيع من أشباه الموصلات ذات اليوديد، وقاسوا قدرتها على نقل التيار، ووجدوا أنها عندما تغمر بالضوء يتلاشي الحاجز النشط بين البيروفسكايت والأقطاب مع ارتخاء الروابط بين الذرات، وفوجئ الباحثون من استمرار تلاشي الحاجز لمدة 30 دقيقة بعد حجب الضوء، وكشفت القياسات أن الجهاز التي يعتمد على البيروفسكايت الهجين ارتفع كفاءة تحويل الطاقة من 18.5% إلى 20.5%.
حققت الخلايا كفاءة توازي ضعف نظيرتها في جميع تقنيات السيليكون الضوئية، واحتفظت بـ 85% من كفاءتها القصوي بعد 800 ساعة من التشغيل المتواصل عند الحد الأقصى للطاقة، كما أن كثافة التيار لم تتأكل بعد مرور 1500 ساعة عمل.
وأوضح الباحثون أن هذه الدراسة تتجاوز الخلايا الكهروضوئية وتربط لأول مرة بالديناميكيات الهيكلية الناتجة عن الضوء بعمليات نقل الإلكترون الأساسية، ويرون أن هذا سيؤدي إلى تقنيات حديثة تسمح بتكييف خصائص المواد القائمة على البيروفسكايت.
Investing.com
