لماذا تعتبر طرق مكافحة الشيخوخة للخلايا الشمسية مهمة جدًا؟

لا يشكل توليد الطاقة الشمسية أي مخاطر بيئية أو مناخية، لكن تكلفتها تظل مرتفعة نسبيا. ومن الضروري إطالة عمر مكونات الطاقة الشمسية إلى 25 عاما أو أكثر. ويعمل الباحثون في معهد فراونهوفر في الولايات المتحدة على تطوير مواد تحمي الخلايا الشمسية من التأثيرات البيئية، وبالتالي إطالة عمرها.

تحديات التكلفة والمنافسة في السوق

لقد كان ارتفاع أسعار الطاقة الشمسية عقبة رئيسية أمام قدرتها التنافسية في السوق. وفي الوقت الحالي، تعتمد الطاقة الشمسية بشكل كبير على الدعم الحكومي. وأكد كريستيان هوبفنر، المدير العلمي في مركز فراونهوفر لأنظمة الطاقة المستدامة، أن الطاقة المتجددة يجب أن تصبح أرخص حتى تتمكن من اختراق السوق العالمية.

ولكن لا يوجد حل سريع. فإنتاج الخلايا الشمسية ومكوناتها الفعّالة يتطلب تكاليف باهظة، ولا يمكن تحقيق التقدم التكنولوجي بسهولة. ويسعى الباحثون في مختلف أنحاء العالم إلى اكتشاف تقنيات وأساليب تصنيع جديدة لخفض التكاليف مع تحسين الكفاءة والمتانة والموثوقية.

إمكانيات السيليكون

لقد برز السيليكون كمادة واعدة. فهو ليس بلورة غير عضوية نموذجية ولا بوليمر عضوي ولكنه يشترك في خصائص مع كليهما. وفي حين يستخدم معظم مصنعي الطاقة الشمسية مادة إيفا للتغليف، فإن التطبيقات المحتملة للسيليكون تكتسب اهتمامًا. لتقييم ما إذا كان السيليكون يمكن أن يحل محل إيفا، تعاون فراونهوفر مع باحثي داو كورنينج لطلاء الخلايا الشمسية بالسيليكون السائل.

وقد كشفت الدراسات أن السيليكون المقوى يغلف الخلايا الشمسية بفعالية، مما يوفر حماية مثالية. وفي اختبارات مناخية محاكاة، أظهرت المكونات الشمسية المطلية بالسيليكون مقاومة فائقة لدرجات الحرارة المنخفضة والأحمال الميكانيكية المتكررة، حتى أنها تتحمل الظروف القاسية التي تصل إلى -40 درجة مئوية.

التعاون والنتائج

أكد آندي جودوين، مدير العلوم والتكنولوجيا العالمي في شركة داو كورنينج، أن هذا التعاون أدى إلى تقدم كبير في فهم متطلبات المواد اللازمة للمكونات الشمسية، وخاصة في مجال الاستدامة وإنتاج الطاقة. وقد تم تقديم النتائج في المؤتمر الأوروبي السادس والعشرين للطاقة الشمسية الكهروضوئية.

وخلص مدير المشروع رافال ميكيفيتش إلى أن طبقات السيليكون مناسبة للغاية لتطبيقات محددة، حيث إنها تحمي المكونات الداخلية الحساسة وتتحمل التقلبات الكبيرة في درجات الحرارة. ويمكن لهذه التقنية أن تجعل المكونات المصنوعة من الخلايا الشمسية الرقيقة المصنوعة من السيليكون أكثر قوة وموثوقية.