تراجع الكفاءة

تعد خلايا السيليكون الشمسية من أكثر طرائق توليد الكهرباء نموًا، لدورها في مكافحة الاحتباس الحراري بالتقليل من الاعتماد على الوقود الأحفوري، لكنها لا تحقق الكفاءة المتوقعة منها. ودرس العلماء هذه المشكلة لمدة 40 عامًا، ونشروا في صدد ذلك أكثر من 250 منشورًا بحثيًا.

وأوضحت دراسة أجريت في العام 2019 وجود عيب مادي لم يسبق اكتشافه في السيليكون المستخدم لإنتاج الخلايا شمسية. وقد يكون العيب مسؤولًا عن انخفاض الكفاءة بنسبة 2% خلال الساعات الأولى من الاستخدام نتيجة التحلل الناتج عن الضوء.

ويقدّر المختصون أن الخسارة المقدرة في الكفاءة في جميع أنحاء العالم تفوق ما تولده محطات الطاقة النووية الخمس عشرة في المملكة المتحدة. وقد يساعد الاكتشاف الجديد العلماء في تعويض هذا الخسارة.

وقال توني بيكر، أحد الباحثين في جامعة مانشستر في المملكة المتحدة «بسبب التأثيرات البيئية والمالية، ظل تدهور كفاءة الألواح الشمسية موضوع اهتمام علمي وهندسي كبير خلال العقود الأربعة الماضية.»

ونشرت الدراسة في دورية جورنال أوف أبلايد فيزيكس.

حل في الأفق

عندما تنتج الشحنة الإلكترونية في الخلايا الشمسية من ضوء الشمس، تتشكل أفخاخ تعيق تدفق الإلكترونات، وهذا يقلل من مستويات الطاقة الكهربائية الناتجة.

ووجد العلماء أن تسخين الألواح في الظلام، وهي عملية تستخدم غالبًا لإزالة عوائق السيليكون، قد تعكس عملية تراجع الكفاءة التي تحدث خلال الساعات الأولى من بدء تشغيل الألواح الشمسية.

وقال إيان كرو، أحد الباحثين في جامعة مانشستر «أثبتنا وجود الخلل، وعلينا إيجاد حل هندسي له.»