باختصار
اكتشف باحثون من جامعة فرجينيا طريقة للحفاظ على الإلكترونات في بلورات البيروفسكيت الهجين العضوي وغير العضوي. وقد ينتج عملهم خلايا شمسية أرخص ثمنًا وأكثر تنوعًا.

طاقة من الضوء

تعد بلورات البيروفسكيت العضوي وغير العضوي الهجين فعالة جدًا في تحويل طاقة الضوء إلى كهرباء؛ فهي خفيفة الوزن ومرنة وغير مكلفة، وقد تكون أفضل خيار لتحسين أنظمة الطاقة الشمسية، لتنهي اعتمادنا على الوقود الأحفوري. وتكمن المشكلة في عدم استقرارها. يحفز الضوء إلكترونات الخلايا الشمسية، وهي التي تمد المنازل والأجهزة بالكهرباء. إلا أن إلكترونات بلورات البيروفسكيت العضوي وغير العضوي الهجين تتناقص سريعًا، خاصةً عندما تتعرض لدرجات حرارة متقلبة، ما يصعب استخدامها في الخلايا الشمسية.

ولتحقيق أقصى استفادة من البيروفسكيت الهجين العضوي وغير العضوي، نحتاج إلى طريقة لتثبيت إلكتروناته، ويعتقد الفيزيائي سونج-هون لي والمهندس الكيميائي جوشوا تشوي من جامعة فرجينيا أنهما وجدا طريقة لفعل ذلك. وأوضحا في ورقة علمية منشورة أن تدوير جزيئات البيروفسكيت الهجين العضوي وغير العضوي يتيح بقاء الإلكترونات في حالتها المحفزة لفترة أطول.

السعي نحو الأفضل

قد يجعل الاكتشاف البيروفسكيت الهجين العضوي وغير العضوي أكفأ في تحويل الطاقة. وقال تشوي لمجلة يو في إيه توداي «تضعنا هذه النتيجة على الطريق نحو استخدام البيروفسكيت الهجين العضوي وغير العضوي بصورة أفضل لرفع كفاءة الخلايا الشمسية لفترة أطول، وخاصة في ظل الظروف المتغيرة.»

وعلى الرغم من أهمية الاكتشاف، أكد لي أن علينا الاستمرار في البحث. وقال «إن الصعوبة تكمن في إيجاد طرائق لتعظيم أثر هذا الدوران الجزيئي لإطالة عمر الإلكترون.» وإن استطعنا تحقيق ذلك، فقد يصبح البيروفسكيت الهجين العضوي وغير العضوي المادة المثالية لمد المباني بالكهرباء، وتوفيرها للناس في الأماكن النائية، وربما تشغيل المركبات الفضائية.

وقال لي «الطاقة الشمسية من أكثر مصادر الطاقة المتجددة وفرة، وهي لانهائية تقريبًا، وتطوير تقنيات الطاقة الشمسية الاقتصادية أمر ضروري لازدهار للإنسانية على الأرض وفي الفضاء.»