حطم باحثو جامعة كاليفورنيا الأميركية رقماً قياسياً جديداً في كفاءة الخلايا الشمسية، بالوصول إلى تصميم جديد يرفع كفاءتها في إنتاج الطاقة إلى 36 في المائة، وتحدثوا عن تطوير لاحق آخر يضاف إليها يرفعها إلى 50 في المائة، وهو إنجاز «قد يساعد في إنتاج محرك خفيف يمكنه تشغيل الطائرات من دون طيار لعدة أيام»، كما أعلن الباحثون في الدراسة المنشورة بالعدد الأخير من دورية pnas.والخلايا الشمسية أو الكهروضوئية هي وسيلة لتوليد الطاقة، ويتم ذلك عن طريق تحويل الإشعاع الشمسي إلى كهرباء.وخلال تقرير نشره موقع جامعة كاليفورنيا، أول من أمس، وصف الباحثون هذا التطوير الذي توصلوا إليه، والذي اعتمد على دراسة نشرت في عام 2011، بأن مفتاح تعزيز كفاءة الخلايا الشمسية لم يكن عن طريق امتصاص مزيد من الضوء، ولكن المشكلة في تقليل الفقد والاستفادة من الضوء الذي تم امتصاصه.وقام الباحثون في هذا الإطار، بإضافة مرآة عاكسة للغاية على ظهر الخلية الشمسية، حيث تقوم تلك المرآة بإنشاء غاز فوتون كثيف يعمل بالأشعة تحت الحمراء داخل الخلية الشمسية، وهي ظاهرة تضيف المزيد من الطاقة.وخلال البحث الجديد أدرك الفريق البحثي أن هذه المرآة يمكن أن تؤدي إلى جانب ذلك خدمة أخرى وهي مواجهة أحد أكبر التحديات التي تواجه الخلايا الشمسية وهي استغلال الفوتونات (الجسيمات التي يتكون منها الضوء) التي لديها طاقة قليلة جدا لإنتاج الكهرباء، حيث اتضح أنها يمكن أن تعكس تلك الفوتونات الصغيرة لإعادة تسخين المصدر الحراري، مما يوفر فرصة ثانية لإنشاء فوتون عالي الطاقة وتوليد الكهرباء، وهذا يمكن أن يؤدي إلى كفاءة غير مسبوقة في توليد الطاقة.ويقول زنيد عمير من قسم الهندسة الكهربائية وعلوم الكومبيوتر بجامعة كاليفورنيا أحد الباحثين المشاركين بالدراسة، في التقرير الذي نشره موقع الجامعة: «لقد حققنا نتيجة قياسية على الرغم من أننا نستخدم فقط مرآة ذهبية بسيطة، الآن، سنضيف طبقة عازلة فوق الذهب، وهذا سيحسن الكفاءة». ويضيف: «بمجرد زيادة الانعكاسية، سنحصل على كفاءة بنسبة 36 في المائة، ولكن عن طريق إجراء تعديلات أخرى على الخلية، نعلم أنه يمكننا الحصول على كفاءة تصل إلى 50 في المائة».
