لماذا لا تكفي الكفاءة وحدها لنجاح الخلايا الشمسية تجاريًا؟ تحديات التسويق

تعاون مبكر بين الصناعة والبحث لإنقاذ تقنيات الطاقة النظيفة

خلية شمسية مصنوعة من البيروفسكايت

رغم القفزات القياسية التي تحققها تقنيات الخلايا الشمسية الحديثة داخل المختبرات، فإن طريقها نحو الأسواق لا يزال محفوفًا بالتحديات.

دراسة جديدة أجراها باحثون في Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology تكشف أن تسجيل أرقام كفاءة مرتفعة ليس كافيًا لضمان نجاح التكنولوجيا تجاريًا، وأن التعاون المبكر بين البحث العلمي والصناعة يمثل العامل الحاسم في تحويل الابتكارات إلى منتجات قابلة للتطبيق.

فجوة مزمنة بين المختبر والسوق

نقل التقنيات من بيئة البحث الأكاديمي إلى الأسواق التجارية يمثل أحد أصعب المراحل في دورة الابتكار التكنولوجي.

فغالبًا ما تواجه الحلول الجديدة عقبات متعددة، أبرزها:

وهو ما يدفع العديد من الابتكارات الواعدة إلى التوقف عند حدود المختبر دون الوصول إلى الإنتاج التجاري.

تقنيتان واعدتان تحت المجهر: CIGS والبيروفسكايت

ركزت الدراسة المنشورة في دورية Nature Energy على تحليل تقنيتين ناشئتين في مجال الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة:

خلية شمسية رقيقة مصنوعة من مادة CIGS

1- خلايا CIGS

وهي تعتمد على مادة سيلينيد النحاس والإنديوم والغاليوم (Copper Indium Gallium Diselenide)، وقد حظيت باهتمام واسع خلال تسعينيات وأوائل الألفية الجديدة كبديل محتمل للسيليكون، خاصة في ظل ارتفاع أسعاره آنذاك.

لكن رغم تحقيقها كفاءات مرتفعة في المختبر، واجهت هذه التقنية:

ومع انخفاض أسعار السيليكون مجددًا، فقدت خلايا CIGS ميزتها التنافسية أمام التكنولوجيا التقليدية الأكثر نضجًا.

2- خلايا البيروفسكايت

تمثل البيروفسكايت جيلًا أحدث من المواد شبه الموصلة، وتتميز بـ:

وبحلول عام 2025، تجاوزت الاستثمارات العالمية في هذه التقنية 500 مليون دولار.

ومع ذلك، لا تزال هذه الخلايا تعاني من:

تشير الدراسة إلى أن القطاع الصناعي يعطي الأولوية لعوامل مختلفة عن تلك التي تركز عليها الأبحاث الأكاديمية، مثل:

بينما يميل الباحثون إلى التركيز على تحقيق أعلى كفاءة ممكنة، نظرًا لما توفره الأرقام القياسية من فرص للنشر العلمي والحصول على التمويل.

تجمع هذه الخلايا الشمسية المزدوجة، التي طُوّرت في معهد إمبا، بين السيليكون والبيروفسكايت لزيادة الكفاءة

الدرس المستفاد: التعاون المبكر ضرورة

لتجنب تكرار تجربة خلايا CIGS، يوصي الباحثون بضرورة:

كما تؤكد الدراسة أهمية أدوات التمويل التطويري مثل برامج الابتكار التي تدعم تطوير المنتجات التطبيقية، وليس فقط الأبحاث النظرية.

تطبيقات جديدة تتجاوز السيليكون

رغم التحديات، يرى الباحثون أن تقنيات CIGS والبيروفسكايت لا تهدف إلى استبدال السيليكون، بل إلى تكامله، خاصة في التطبيقات التي تتطلب:

مثل:

كما أن دمج طبقات رقيقة من هذه المواد مع خلايا السيليكون في تصميمات ترادفية يمكن أن يعزز كفاءة الخلايا الشمسية بشكل ملحوظ.

الاستثمار المستمر مفتاح النجاح

تشدد الدراسة على أن السيليكون لم يصبح التقنية المهيمنة بين عشية وضحاها، بل بعد أكثر من 70 عامًا من التطوير والاستثمار المتواصل.

وبالمثل، فإن تحقيق النجاح التجاري لتقنيات مثل البيروفسكايت وCIGS يتطلب:

مقالات ذات صلة
↑
Exit mobile version