علماء روس يخترعون تكنولوجيا لإنتاج بطاريات شمسية رخيصة

اخترع العلماء في معهد تكنولوجيا النانو التابع للجامعة القومية الروسية للبحوث النووية تكنولوجيا إنتاج مادة من نوع جديد تتألف من نقاط كمومية (quantum dots).
وستساعد نتائج هذا البحث في تصميم البطاريات الشمسية الرخيصة القادرة على امتصاص ضوء الشمس ضمن مجال الأطياف الواسع.

من المعروف أن البشرية تواجه اليوم حاجة ماسة إلى موارد الطاقة البديلة، التي من بينها الطاقة الشمسية المتحولة إلى طاقة كهربائية. وتسمى الألواح التي تحقق تلك العملية بالألواح الكهروضوئية، التي تعتمد على المواد غير العضوية شبه الناقلة، وأساسها مادة السيليكون.

إلا أن معامل كفاءة البطارية السيليكونية محدود ولا يتجاوز نسبة 20%، إذ أن هذه البطاريات عاجزة عن معالجة الطيف كله من ضوء الشمس ويمر جزء من إشعاعه عبرها، كما أن عملية إنتاج تلك البطاريات الشمسية مكلفة ومعقدة.

لذلك يدرس العلماء في العالم كله اليوم إمكانية استخدام مواد أخرى في إنتاج البطاريات الشمسية، وبصورة خاصة المواد العضوية وسبائك النانو.

عندما يدور الحديث عن النقاط الكمومية، فلا يجب أن يغيب عن أذهاننا، أن تلك المواد يمكن أن تتألف من عشرات الذرات، وليس من ذرة واحدة. كما تعتبر قدرتها على تغيير مواصفاتها البصرية والإلكترونية الميزة الرئيسية لها. أما عدد الذرات التي تشكل نقطة كمومية واحدة، فيتوقف عليه الفارق بين مستويات الطاقة في الإلكترونات والثقوب، ما يؤثر بدوره على طيف الضوء الممتص.
وأكد العلماء الروس على أن إنتاج مكثفات النقاط الكمومية يمكن أن يتم بطرق رخيصة، شرط الالتزام بظروف الإنتاج، والاختيار الصحيح لجزئيات عضوية من شأنها أن تضم النقاط الكمومية مع بعضها البعض.

ويقول العلماء الروس إنه سيصبح بالإمكان استخدام سبائك النانو القائمة على نقاط كمومية لإنتاج البطاريات الشمسية وأقطاب LED، ولصناعة التراكيب شبه الناقلة الأكثر تعقيدا وبصورة خاصة صناعة المستشعرات من الأجيال الجديدة.