أخبار الشركة عن أستراليا تعتزم تطوير مواد جديدة لجعل الخلايا الشمسية أفضل وأرخص

أستراليا تطور مواد جديدة لجعل الخلايا الشمسية أفضل وأرخص

تم اعتماد تقنية PERC التي ابتكرها فريق الخلايا الكهروضوئية بقيادة مارتن جرين من جامعة نيو ساوث ويلز (UNSW سيدني) من قبل صناعة الطاقة الشمسية في العالم

أكثر من 80٪ من الخلايا الشمسية الجديدة في العالم تعمل بتقنية PERC المطورة في أستراليا

انخفضت تكلفة تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء بأكثر من 90 بالمائة خلال العقد الماضي.تعد الطاقة الشمسية حاليًا أرخص وسيلة لتوليد الكهرباء من مصادر الطاقة الجديدة.
في الوقت الحالي ، تساعدنا الطاقة الشمسية على تقليل الانبعاثات بشكل كبير بتكلفة تنافسية للغاية ، ولكن نظرًا لأن الطاقة الشمسية توفر أقل من 5٪ من الكهرباء في العالم ، فلا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به على هذا الصعيد.
من المرجح أن تلعب أستراليا دورًا رئيسيًا في التقدم العالمي.كانت أستراليا في طليعة تطوير تكنولوجيا الطاقة الشمسية وتطبيقها منذ عقود.احتفظت أستراليا بسجل أداء لخلايا السيليكون الشمسية على مدار 30 عامًا من الأربعين عامًا الماضية.أستراليا لديها الآن نصيب الفرد من استخدام الطاقة الشمسية أكثر من أي دولة أخرى في منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية ، وتغطي ما يقرب من 15 ٪ من احتياجاتها من الكهرباء.أكثر من 80٪ من الألواح الشمسية الجديدة في العالم عبارة عن خلايا شمسية تعتمد على تقنية PERC ، والتي تم تطويرها بنجاح في أستراليا.

إذن ما هي الخطوة التالية للطاقة الشمسية؟يركز مئات الباحثين في جميع أنحاء أستراليا على هدفين: خفض التكاليف بشكل أكبر وتسخير ضوء الشمس القادم لتوليد أكبر قدر ممكن من الكهرباء ، أي زيادة كفاءة الخلايا الكهروضوئية.

لماذا تحتاج الطاقة الشمسية إلى تحسين؟

تمتلك الطاقة الشمسية القدرة على تحويل صناعتنا ووسائل النقل وطريقة حياتنا - إذا أخذنا التكنولوجيا إلى أقصى الحدود.

تفتح الكهرباء الرخيصة للغاية إمكانيات هائلة ، من تحويل المياه إلى هيدروجين أخضر لتخزين الطاقة أو للاستخدام في العمليات الصناعية ، إلى تشغيل أنظمة النقل والطاقة وكل شيء آخر نستخدم الوقود الأحفوري من أجله.

في العام الماضي ، وضعت الوكالة الأسترالية للطاقة المتجددة رؤيتها للطاقة الشمسية منخفضة التكلفة للغاية.الهدف طموح ولكنه قابل للتحقيق.
تأمل الوكالة في زيادة كفاءة الخلايا الشمسية التجارية من 22٪ حاليًا إلى 30٪ بحلول عام 2030. وتريد تخفيض تكاليف النظام الكاملة الهائلة (الألواح والمحولات والإرسال) بنسبة 50٪ إلى 0.30 دولارًا لكل واط.

هذا يتطلب بحثا متعمقا.يعمل أكثر من 250 باحثًا أستراليًا على تحقيق هذه الأهداف في المركز الأسترالي للخلايا الكهروضوئية المتقدمة ، وهي شراكة بين ست جامعات و CSIRO.
بحثًا عن مواد جديدة بخلاف الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون ، تقوم بتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء دون تحريك الأجزاء.عندما يضرب ضوء الشمس مادة السيليكون المستخدمة بشكل شائع في الخلايا الشمسية ، تطلق طاقتها إلكترونًا يسمح لها بالتحرك عبر المادة ، تمامًا كما يتحرك الإلكترون عبر سلك أو بطارية.

قد تبدأ الألواح الشمسية الموجودة على سطح منزلك في شكل رمال صحراوية ، ثم تذوب في السيليكا ، ثم يتم تكريرها إلى سيليكون ، ثم يتم تكريرها لتصبح 99.999٪ بولي سيليكون نقي.كانت هذه المادة متعددة الاستخدامات في صميم نجاح الطاقة الشمسية لعقود.الأهم من ذلك ، أنه قابل للتطوير - من حجم رأس الدبوس إلى المصفوفات التي تغطي كيلومترات مربعة.

ولكن لتعظيم كمية ضوء الشمس التي تضرب هذه الألواح ، نحتاج إلى أكثر من مجرد السيليكون.لا يمكننا تحقيق كفاءة 30٪ بالسيليكون وحده.

ألق نظرة على الخلية الترادفية - شطيرة شمسية.نظرًا لأن السيليكون يمكنه امتصاص ما يصل إلى 34 بالمائة فقط من الضوء المرئي ، فقد ركز الباحثون على إضافة طبقات من المواد الأخرى لالتقاط أطوال موجية مختلفة من الضوء.

البيروفسكايت خيار.يمكن طباعة المادة أو طلائها من مصدر سائل ، مما يجعلها غير مكلفة للمعالجة.عندما قمنا بتكديس هذه المادة فوق السيليكون ، يمكننا أن نرى قفزة هائلة في كفاءة الخلايا الشمسية.

في حين أن الآفاق واعدة ، لا تزال هناك بعض المشكلات التي يجب حلها - على وجه التحديد ، كيفية ضمان أن يستمر البيروفسكايت لأكثر من 20 عامًا كما توقعنا من ألواح السيليكون.

يبحث الباحثون أيضًا في مواد أخرى ، مثل البوليمرات والكالكوجينيدات ، وهي مجموعة من المعادن الشائعة التي تحتوي على الكبريتيدات التي تبشر بالخير في الخلايا الشمسية الرقيقة والمرنة.

يجب ألا تكون أي مادة جديدة جيدة في تحويل ضوء الشمس إلى إلكترونات فحسب ، بل يجب أيضًا أن تكون وفيرة في قشرة الأرض وغير مكلفة ومستقرة بما يكفي لضمان طول العمر.على سبيل المثال ، تتكون الكالكوجينيدات من عناصر مشتركة مثل النحاس والقصدير والزنك والكبريت.

إذا تمكنت من تحقيق كفاءة بنسبة 30 ٪ ، فستحقق فوائد كبيرة.سيتم تخفيض تكلفة بناء محطة كبيرة للطاقة الشمسية.مع وجود خلايا شمسية أكثر كفاءة ، هناك حاجة إلى عدد أقل من الألواح وأرض أقل لنفس خرج الطاقة.