كشف مهندسون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عن إنجاز رائد في تكنولوجيا الطاقة الشمسية عبر إنشاء خلايا شمسية مصنوعة من نسيج فائق الخفة.
تتمتع هذه الخلايا -الأرق من شعرة إنسان وتزن جزء من مئة فقط من وزن الألواح الشمسية الاعتيادية- بالقدرة الملحوظة على تحويل معظم الأسطح إلى مصدر للطاقة. تحقيق هذا الابتكار أصبح ممكنًا بفضل استخدام الأحبار شبه الموصلة وعمليات الطباعة القابلة للتوسيع، ما يؤدي إلى إنتاج معدل طاقة لكل كيلوغرام يفوق 18 مرة الألواح الشمسية التقليدية.
تعتمد إنتاجية هذه الخلايا الشمسية على أحبار إلكترونية ومواد قابلة للطباعة بالكامل، وتتضمن العملية وضع طبقات من المواد النانوية على قاعدة بسمك 3 ميكرون باستخدام محبرةٍ ضيقة بإضافة إلِكْتْرود عبر شاشة الطباعة، تصبح الوحدة الشمسية النهائية بسمك 15 ميكرونًا فقط.
يستخدم معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الداينيما للتغلب على هشاشتها وهو نوع من الأقمشة فائقة القوة بمثابة قاعدة لتأمين الخلايا الشمسية باستخدام لاصق قابل للتصليح بواسطة الأشعة فوق البنفسجية.
عند اختبار هذه الخلايا على مادة الداينيما، أنتجت نحو 370 واط لكل كيلوغرام، ما يظهر تفوقها على الخلايا الشمسية التقليدية.
تعد تركيبتها خفيفة الوزن بديلًا صديقًا للبيئة أيضًا، إذ تقلل من الطاقة الشمسية المهدورة، واحتفظت بأكثر من 90% من قدرتها على توليد الطاقة بعد أن لُفَّت وفُكَّت 500 مرة. ويواصل الفريق استكشاف حلول لحماية البيئة، بما في ذلك خيارات التعبئة فائقة الرقة.
تمثل خلايا معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا المصنوعة من النسيج فائق الخفة قفزة ثورية في تكنولوجيا الطاقة الشمسية، إذ توفر كفاءة وإمكانية نقل لا مثيل لهما عبر قدرتها على استخدام الطاقة الشمسية من أي سطح تقريبًا، تحمل هذه الخلايا إمكانيات هائلة لتوليد الطاقة المستدامة.
ورغم التحديات المتعلقة بالمتانة، قد يُحدِث نهجهم الابتكاري ثورة في صناعة الطاقة الشمسية، إذ يقدم حلًا أكثر صداقة للبيئة وقابلية للتكيف لتوليد الطاقة المتجددة.
اقرأ أيضًا:
اختراع ألواح طاقة شمسية تستطيع إصلاح نفسها ذاتيًا في الفضاء
ترجمة: محمد فواز السيد
تدقيق: تسبيح علي
