حقق فريق من الباحثين في معهد العلوم الضوئية (ICFO) إنجازاً علمياً قد يغير مستقبل الطاقة المتجددة، عبر تصميم جديد لألواح الطاقة الشمسية يضاعف كفاءتها ويتجاوز الحدود النظرية المعروفة حالياً.
حل مشكلة الضوء المهدر
ركز العلماء على ما يعرف بـ "خسارة بولتزمان"، وهي الطاقة التي تفقدها الألواح عند إعادة إشعاع جزء من الضوء الممتص بدلاً من تحويله إلى كهرباء. وبينما انصب الاهتمام العالمي على تقليل الحرارة المهدرة، عالج هذا الفريق خسارة الضوء المعاد إشعاعه.
تصميم مبتكر بخلايا عضوية
استخدم الباحثون خلايا شمسية عضوية بدلاً من السيليكون التقليدي، وأضافوا شريحة فضية رقيقة جداً 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%
تعمل الألواح التجارية حالياً بكفاءة تتراوح بين 20 و23%، بينما يبلغ الحد الأقصى النظري لها حوالي 33%. أما الابتكار الجديد فيتيح كفاءة متوقعة تصل إلى 43% تقريباً، ما يمثل نقلة نوعية ستضاعف إنتاج الكهرباء من نفس المساحة.
مرحلة تجريبية واعدة
لا يزال الابتكار في مرحلة التجارب المعملية ولن يتوفر في الأسواق فوراً، لكن الخبراء يؤكدون أن المبدأ العلمي قابل للتطبيق على جميع أنواع الخلايا الشمسية، ما قد يتيح مستقبلاً ألواحاً منزلية أصغر وأرخص تولد ضعف الكهرباء.