تسجيل كفاءة جديدة للخلايا الضوئية العضوية

أنشأ فريق من الباحثين المنتسبين إلى عدة مؤسسات في الصين سجلًا جديدًا في الكفاءة للخلايا الكهروضوئية العضوية. في الورقة التي نشرتها في مجلة العلوم ، تصف المجموعة نهجها والكفاءة التي حققتها.

على مدى السنوات العديدة الماضية ، كان العلماء يحاولون إيجاد طريقة لتحسين كفاءة الخلايا العضوية الضوئية ، ولكن تم إعاقتهم بسبب خصائص الشحنة من المواد العضوية. المواد العضوية ليست فقط أكثر نظافة ، ولكنها تقدم فوائد محتملة أخرى مثل السماح للخلايا ذات الوزن الخفيف ، كما أنها قابلة للانحناء ، مما يجعلها مفيدة لمزيد من التطبيقات. ولكن ثبت أنها غير فعالة مقارنة بالخلايا غير العضوية - بل إن بعضها اقترح أنها قد لا تتحسن أبدًا إلى ما بعد 15 بالمائة. تلك القائمة على السيليكون ، بالمقارنة ، تتراوح بين 18 إلى 22 في المئة. في هذا الجهد الجديد ، يزعم الباحثون في الصين أنهم وجدوا طريقة لبناء خلية كهروضوئية عضوية تم اختبارها بكفاءة بنسبة 17.3٪.

ذكر الباحثون أن المفتاح لنجاحهم كان استخدام النماذج التي طوروها للتنبؤ بالمواد التي ستسمح باستخدام متعدد الطبقات. تعتمد الخلايا الفولطاضوئية العضوية على استخدام أزواج من الجزيئات العضوية - واحدة لامتصاص الضوء وإطلاق إلكترون وآخر للحصول على الإلكترون الذي تم إطلاقه. وبسبب هذا الترتيب ، تصنع الخلايا العضوية باستخدام خلايا ترادفية مصنوعة من طبقات من مواد مختلفة. يشير الباحثون إلى أن الجهود السابقة لتحسين الكفاءة لم تسفر عن النتائج المرجوة بسبب الاختيارات السيئة للمواد المتاحة للاستخدام. يقترحون أن طريقة تحسين الكفاءة هي البحث عن مواد جديدة عندما تسمح الطبقات بتحسين الكفاءة. وهنا يأتي دور نموذجهم.

أفاد الباحثون أن نموذجهم قائم على النظرية ويعمل من خلال تضمين خصائص مادتين - فهو ينظر في كيفية عمل المواد معا في تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية وينتج تصنيفًا. وأفادوا أيضا أنهم يعتقدون أن نهجهم سوف يؤدي في يوم من الأيام إلى اكتشاف مواد تسمح للخلايا الشمسية بالوصول إلى كفاءة تبلغ 25 بالمائة. ومع ذلك ، هناك جانب سلبي آخر هو قوة التحمل ، حيث بدأت خلايا الاختبار التي استخدمها الفريق في التدهور بعد 166 يومًا فقط من الاستخدام المتواصل.

اعداد وترجمة / فادي طارق

المصدر