الثورة في الفضاء: بيروسكيت الخلايا الشمسية التغلب على الفضاء!

الثورة في الفضاء: بيروسكيت الخلايا الشمسية التغلب على الفضاء!

Potsdam, Deutschland - في 20 مايو 2025 ، أصبحت الأهمية الهائلة للخلايا الشمسية لإمدادات الطاقة في الفضاء وعلى الأرض واضحة مرة أخرى. وفقًا لمقال من جامعة بوتسدام ، فإن الفضاء ضروري لمختلف مجالات الحياة ، بما في ذلك GPS والتواصل مع الأقمار الصناعية. تعتمد هذه الأقمار الصناعية ذات الطاقة على الخلايا الشمسية من أجل أن تكون قادرة على العمل بكفاءة. ومع ذلك ، فإن مشكلة كبيرة هي الإشعاع الفضائي الذي يسبب عيوب مجهرية في شبكة أشباه الموصلات للخلايا الشمسية ، مما يؤثر على أدائها.

من أجل مواجهة هذه التحديات ، تقوم مجموعة صغار بتطوير خلايا شمسية مرنة من مواد أشباه الموصلات المرنة. لا تتميز خلايا Perowskit فقط بقدرتها على إصلاح نفسها ، ولكن أيضًا بكفاءتها العالية ، والتي تتجاوز حتى من وحدات السيليكون التقليدية. إن احتمال أن تكون هذه الخلايا الشمسية بمثابة مصادر طاقة مستقرة في الفضاء تفتح وجهات نظر جديدة للبعثات المستقبلية ، مثل إمدادات رواد الفضاء في محطة الفضاء الدولية أو توليد الطاقة في المستعمرات على القمر والمريخ.

التقدم والمعالم في الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية إلى واحدة من أرخص أشكال الطاقة في جميع أنحاء العالم في السنوات الأخيرة. في عام 2023 ، تم الوصول إلى عدد من المعالم الشمسية الهامة في ألمانيا: عبور العلامة التجارية 100 GW ، وسجل تغذية جديد يبلغ 45 جيجاوات وعدد أكثر من خمسة ملايين أنظمة شمسية مثبتة. يرجع هذا التطور جزئيًا إلى قانون مصادر الطاقة المتجددة للحكومة الفيدرالية الخضراء الحمراء منذ أوائل العقد الأول من القرن العشرين. بعد ركود التوسع الشمسي بين عامي 2013 و 2018 ، تمكن وزير الاقتصاد الفيدرالي روبرت هابيك من تعزيز تركيب أنظمة الطاقة الشمسية مرة أخرى في السنوات الأخيرة.

في نفس الوقت ، زادت كفاءة الخلايا الشمسية بشكل كبير. في حين أن تكاليف إنتاج كيلووات ساعة من الطاقة الشمسية في بداية الألفية كانت لا تزال 50 سنتًا ، فقد انخفضت الآن إلى أقل من أربعة سنتات. يؤكد باحثو الطاقة المتجددة مثل Bruno Burger على الحاجة إلى توسيع تخزين الكهرباء وتحسين في شبكة الطاقة الأوروبية لمواجهة تحديات إمدادات الطاقة.

خلايا Perovskit كمستقبل للطاقة الشمسية

يمكن للخلايا الشمسية Perovskit أن تظهر حقبة جديدة من الطاقة الشمسية. هذه الخلايا ، التي تم تحسينها بشكل مستمر منذ تطورها في عام 2009 ، تحقق الآن كفاءات تزيد عن 20 ٪ وحتى تصل إلى 25 ٪ في التطبيقات الخاصة. إنتاجها بسيط وغير مكلف ، مما يجعله بديلاً واعداً للخلايا الشمسية السيليكون التقليدية التي تكون كفاءتها محدودة.

الشيء الخاص في Perovsky ليس كفاءته فحسب ، بل هو أيضًا مرونته. يمكن تطبيق هذه الخلايا الشمسية في شكل سائل ، مما يمكّن التطبيق على مجموعة واسعة من الأسطح ، من ألواح النوافذ إلى الشوارع. كما أنها توفر مزايا مثل "إعادة تدوير الفوتون" التي يتم تسمية SO ، والتي يتم فيها إطلاق طاقة إضافية من خلال إعادة تركيب الإلكترونات والثقوب.

الاستنتاج

يمكن أن يستفيد مزيج من المواد المتقدمة مثل Perovsky والتوسع التدريجي لتقنيات الطاقة الشمسية من سفر الفضاء والحياة اليومية على الأرض. بينما يستمر العالم في الاعتماد على الطاقات المتجددة ، ستكون الابتكارات في أبحاث الخلايا الشمسية حاسمة من أجل إتقان تحديات المستقبل. لا يمكن أن تكون هذه التطورات قادرة على توفير الطاقة لمهام الفضاء المستقبلية فحسب ، بل أيضًا تحدث ثورة في إمدادات الطاقة في مدننا.