توفر وحدات الطاقة الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت العديد من المزايا، إذ تتميز بخفة الوزن، وارتفاع الكفاءة، وسهولة التوسع في الإنتاج، إلى جانب انخفاض التكلفة وسهولة التصنيع، ورغم ذلك، لا يزال الاستخدام التجاري لهذه التقنية يواجه تحديات كبيرة، أبرزها الاعتماد على مذيبات سامة خلال عملية الإنتاج، تُستخدم لإذابة بلورات البيروفسكايت وتحويلها إلى ما يُعرف بـ«أحبار البيروفسكايت»، التي يمكن طباعتها أو رشّها أو تطبيقها على الأسطح كما لو كانت طلاءً.
وعند تطبيق هذه الأحبار على مساحات كبيرة، تظهر تقلبات في الجودة، ما يؤدي إلى تراجع استقرار الوحدات الكهروضوئية أثناء التشغيل ويحدّ من عمرها الافتراضي.
إنتاج تجاري
وفي هذا السياق، توصل باحثون من جامعتي نانجينج الألمانية وشتوتجارت إلى طريقة جديدة تتيح إنتاج وحدات كهروضوئية من البيروفسكايت بشكل صديق للبيئة، وعلى نطاق تجاري واسع.
ونُشرت نتائج هذا البحث في دورية «ساينس» العلمية، وقال البروفيسور مايكل ساليبا، المشارك في تأليف الدراسة ورئيس معهد الخلايا الكهروضوئية بجامعة شتوتجارت، إن الفريق البحثي نجح في إثبات إمكانية الإنتاج واسع النطاق لوحدات بيروفسكايت عالية الأداء بطريقة موثوقة وصديقة للبيئة، وتحت ظروف هواء محيط عادية.
وأضاف أن الباحثين تمكنوا أيضًا من تطوير عملية تسمح بتطبيق «حبر البيروفسكايت الأخضر» بشكل متجانس ودقيق، ما يمنع ظهور العيوب وعدم الانتظام في طبقة البيروفسكايت، وبالتالي يحافظ على كفاءة الخلايا.
ضمان تشغيل موثوق على المدى الطويل
من جانبه، أوضح البروفيسور هاير تان، الباحث في كلية الهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة نانجينج، أن هذه الطريقة الجديدة تتيح تصنيع وحدات كهروضوئية أكثر استدامة، مع تعظيم أداء الوحدة بالكامل وضمان تشغيلها الموثوق على المدى الطويل.
وأشار ساليبا إلى أن فريقه اختبر الوحدات المنتجة في منشآت اختبار خارجية على أسطح معهد الخلايا الكهروضوئية، حيث أظهرت النتائج إمكانية تصنيع وحدات بيروفسكايت بمساحة تصل إلى 7 آلاف و200 سنتيمتر مربع، وبكفاءة بلغت 17.2% تحت ظروف تشغيل مستقرة، مع الالتزام الكامل بمعايير الجودة والموثوقية.
