طور باحثون في جامعة أكسفورد مادة شبه موصلة جديدة تعتمد على بزموت سلفيد، قادرة على تقليل خسائر حاملات الشحنة في الخلايا الشمسية بنحو 75%، وفق دراسة نُشرت في دورية "نيتشر" العلمية.
آلية عمل المادة الجديدة
عند اصطدام ضوء الشمس بمادة الخلية الشمسية، تنفصل الإلكترونات عن ثقوبها لتوليد تيار كهربائي، لكن جزءًا كبيرًا منها يعاود الاتحاد في عملية تسمى "إعادة الاتحاد"، مما يفقد الطاقة على هيئة حرارة. يتميز بزموت سلفيد ببنية إلكترونية فريدة تتيح امتصاصًا قويًا للضوء مع إبطاء إعادة الاتحاد بشكل ملحوظ.
نتائج واعدة لكفاءة أعلى
أجرى الفريق تجارب باستخدام نبضات ليزر فائقة القصر ومطيافية تيراهيرتز، أظهرت أن حاملات الشحنة في بزموت سلفيد تدخل حالة طاقة وسيطة تطيل عمرها قبل إعادة الاتحاد. قالت الباحثة الرئيسية لورا هيرز: "اكتشفنا مبدأ جديدًا لتصميم أشباه الموصلات قد يمكننا من استغلال الطاقة الشمسية بكفاءة أكبر".
آفاق مستقبلية لتطوير مواد مشابهة
أوضحت هيرز أن فهم هذا الآلية يوفر دليلًا لاكتشاف مواد أخرى ذات خصائص مماثلة أو تطويرها عمدًا، ما يفتح الباب أمام جيل جديد من الخلايا الشمسية عالية الكفاءة.
