fbpx

مجلة نقطة العلمية

نقطة من بحر العلم

الصناعة والإبتكار

كيف تعمل الخلايا الشمسية عالية الكفاءة

تحوّل الخلايا الموجودة على الألواح الشمسية عادةً 20% على الأكثر من الطاقة الضوئية التي تصل إليها إلى طاقة كهربائية, و يعود ذلك إلى أن الخلايا الشمسية تلتقط موجات ضوء ذات مدى محدد فقط. حديثاً، طور الباحثون في معهد فراونهوفر الألماني لأنظمة الطاقة الشمسية, خلايا شمسية تستطيع تحويل 44.7% من الطاقة إلى كهرباء, وهذا يعد رقم قياسي جديد.

جهاز الطاقة الشمسية الحديث تتألف فيه كل الخلية من عدسة متعددة الأوجه معروفة باسم فريسنل,  مهمتها إعادة توجيه الأشعة الشمسية القادمة من خلالها, و مضاعفة القوة الاشعاعية بما يعادل 297 مرة، وتقوم بتوزيع الضوء القادم الى أربعة خلايا فرعية مصفوفة فوق بعضها البعض, كل خلية من هذه الخلايا الأربع تم تصميمه لامتصاص جزء معين من الطاقة الشمسية المقدمة من قبل العدسة, الخلية الفرعية الأولى مصنوعة من فوسفيد الإنديوم والغاليوم, مهمتها التقاط الفوتونات القادمة من الموجات الضوئية القصيرة, أما الخلايا الفرعية التي تليها فهي تحتوي على مواد تمكنها من التقاط الأمواج الضوئية الأطول بالتتالي, تتكون كل خلية فرعية من عدة طبقات شبه متصلة, تخلق مجالاً كهربائياً، فعندما يدخل الفوتون القادم من الأشعة الضوئية, يقوم بإثارة الحقل الالكتروني, ويحرر الالكترونات من مجال الخلايا الفرعية, و بمجرد وصول الالكترونات المحررة إلى أعلى الخلايا الفرعية المكدسة, تقوم وصلة معدنية بتحويلهم إلى محطة الإنتاج على أنهم تيار مباشر.

يقدّر الفريق أنهم بحاجة إلى سنتين أو ثلاث سنوات لتوسيع نطاق النموذج الأولي لجهاز الطاقة الشمسية، حتى نصبح قادرين على استخدامه في محطات توليد الطاقة الشمسية.

المقالة الأصلية

اترك ردا

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *