السجل العالمي رقم 10! فريقنا يتصدر أبحاث الخلايا الضوئية الرقيقة الجديدة

25 مارس، أفاد مراسلٌ من معهد فيزياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم بأن فريق الباحث مينغ تشينغبو في المعهد حقق مرةً أخرى اختراقًا جديدًا في أداء الخلايا الكهروضوئية الغشائية الرقيقة من كبريتيد/سِيلينيد النحاس والزنك والقصدير والكبريت والسيلينيوم (CZTSSe). وتم رفع كفاءة الاعتماد الموثوق للبطارية إلى 16.6%، كما تم إنجاز تطوير بطاريات مرنة عالية الأداء ومجموعاتها، وبذلك قام الفريق للمرة العاشرة بتحديث الرقم القياسي العالمي في هذا المجال. حققت الصين قيادةً عالمية في مجال الخلايا الكهروضوئية الجديدة، وتجاوزت التقنية العتبة الحاسمة لتطبيقها على نطاق صناعي.

في الوقت الحالي، تتسارع التحولات في مجال الطاقة عالميًا، ويجري ترقية استكشاف الفضاء العميق والبنية التحتية الفضائية، وتطرح المشاريع الكبرى مثل إنترنت الأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض وقواعد الطاقة في الفضاء متطلبات أساسية لتقنيات الطاقة الشمسية تتمثل في انخفاض التكلفة وطول العمر وخفة الوزن وقابلية الموارد للاستدامة. تتكون مادة CZTSSe من عناصر شائعة مثل النحاس والزنك والقصدير، وتجمع بين مزايا وفرة الموارد وانخفاض التكلفة وصداقة البيئة ومقاومة التشعيع الفضائي. ومن شأن تقنية الطبقات الغشائية الكاملة أن تلعب دورًا مهمًا في تطبيقات الطاقة واسعة النطاق على الأرض وفي الفضاء في المستقبل. ومع ذلك، وبسبب تحديات مثل تعقيد العيوب وترتيب الذرات غير المنتظم وخسائر الطاقة الداخلية الكبيرة، فقد تعثّر تطور تكنولوجيا الخلايا الكهروضوئية CZTSSe خلال السنوات العشر الماضية.

كرس فريق مينغ تشينغبو جهوده للبحث الأساسي لأكثر من عقد من الزمن، وتمكن بدقة من معالجة القضايا العلمية الرئيسية مثل تكوين البلورات للمادة وبنية الذرات والتحكم في العيوب. وقد طوّر استراتيجية شغور الذرات لتوجيه عودة ذرات النحاس والزنك إلى مواقعها بشكل منظم، وبالتالي تقليل نشاط العيوب وخسائرها الداخلية من الجذر. في عام 2022، حقق الفريق لأول مرة اختراقًا لحاجز الكفاءة البالغ 13%. وبعد ذلك، على مدى ثلاث سنوات متتالية، تحقق قفزات على مستويات متعددة وصولاً إلى 14% ثم 15% ثم 16%، وتم إنجاز تكبير حجم الأجهزة وبناء المجموعات المرنة.

وفقًا لقواعد تطور الخلايا الكهروضوئية الغشائية، فإن الوصول إلى نطاق كفاءة 15%~16% يُعد كافيًا لبدء التوسع الصناعي تدريجيًا. وبالنظر إلى أن كفاءة خلية CZTSSe الحالية تبلغ 16.6%، ومع الاستفادة من مزاياها الذاتية، فإن الأساس للتصنيع الصناعي أصبح جاهزًا. مستقبلًا، وبعد اقتراب الكفاءة من 20% وتحقيق كفاءة المجموعات 18% وإتاحة التصنيع الكمي، فإن مزايا المنتجات من حيث الخفة والمرونة وقابلية الطي والتوسع والاستدامة في الموارد، يُتوقع أن تُظهر آفاقًا واسعة في سيناريوهات تطبيقية ناشئة مثل أنظمة الطاقة المحمولة وتغذية المعدات المتنقلة ومنصات الطاقة للأقمار الصناعية والطاقة الفضائية واستكشاف الفضاء العميق، لتصبح أحد الاتجاهات التقنية المهمة التي تدعم منظومة الطاقة الجديدة في المستقبل وتطور الطاقة في الفضاء. سيواصل الفريق لاحقًا تعميق البحث الأساسي ودفع تطوير التقنيات، والعمل بشكل متكامل مع مختلف الأطراف لتسريع خطوات التوسع الصناعي، وتقديم حل صيني لمنظومة الطاقة النظيفة العالمية.

المصدر: تطبيق Beijing Daily

كم هائل من الأخبار، وتفسير دقيق، وكل ذلك متاح في تطبيق Sina Finance