إحداث ثورة في متانة الألواح الشمسية: ظهور راتنج السيليكون

تشتهر الألواح الشمسية بطول عمرها وقدرتها على توليد الطاقة النظيفة. ولا يزال العديد منها تم تركيبه في التسعينيات يعمل بفعالية حتى اليوم. ومع ذلك، فإن هذه المتانة تأتي بتكلفة اقتصادية كبيرة، حيث تتطلب مواد مانعة للتسرب ومواد واقية باهظة الثمن لضمان عمر افتراضي يصل إلى 25 عاماً أو أكثر.

التحديات في تكنولوجيا الألواح الشمسية الحالية
لحماية خلايا السيليكون البلورية الهشة، تستخدم معظم الشركات المصنعة طلاءات EVA المكلفة. وعلى الرغم من فعالية هذه المواد، إلا أنها باهظة الثمن وقد تواجه قيودًا في ظل الظروف القاسية، مما دفع الباحثين إلى استكشاف حلول بديلة وفعالة من حيث التكلفة.

راتنج السيليكون: مادة تغير قواعد اللعبة
يعكف الباحثون في مركز فراونهوفر لأنظمة الطاقة المستدامة (CSE) في الولايات المتحدة على دراسة راتنج السيليكون كبديل واعد. هذه المادة الفريدة من نوعها، التي تقع بين البلورات غير العضوية والبوليمرات العضوية، هي مادة اصطناعية وخاملة ومتعددة الاستخدامات.

على الرغم من استخدام راتنج السيليكون في تغليف الوحدات الكهروضوئية، إلا أن تطبيقه في تصفيح الخلايا الشمسية جديد نسبيًا. وقد قام فريق فراونهوفر بتطوير خلايا مغلفة براتنج السيليكون القائمة على راتنج السيليكون وأخضعها لاختبارات صارمة في ظل ظروف قاسية.

نتائج واعدة: تعزيز المرونة البيئية
كشفت التجارب الأولية عن أن الخلايا الشمسية المغلفة براتنج السيليكون تُظهر متانة فائقة في ظل الظروف القاسية، مثل درجات الحرارة دون الصفر التي تصل إلى -40 درجة مئوية وأحمال الرياح القوية. وباستخدام التصوير بالوميض والإضاءة الكهربائية، أكد الباحثون قدرة هذه المادة على تحسين الأداء وخفض التكاليف.

وتسلط هذه النتائج الضوء على راتنج السيليكون كمادة تحويلية لتكنولوجيا الطاقة الشمسية، مما يوفر طريقًا لألواح شمسية أكثر استدامة وأطول عمرًا وبأسعار معقولة.

مرفق الاختبار الجديد والآفاق المستقبلية
افتتحت شركة فراونهوفر موقع اختبار الخلايا الكهروضوئية الخارجية OTF-1 في البوكيرك بنيو مكسيكو. وسيساعد هذا المرفق، الذي يعد جزءًا من مبادرة أنظمة الطاقة المستدامة (CSE)، الشركات المصنعة في تقييم الأداء الواقعي ومتانة المكونات الكهروضوئية في العالم الحقيقي، مما يوفر بيانات مهمة لمختبري تكامل الأنظمة.

تأثير فراونهوفر العالمي
وباعتبارها أكبر منظمة بحثية موجهة نحو التطبيقات في أوروبا، تضم فراونهوفر أكثر من 80 وحدة بحثية، بما في ذلك 60 معهدًا في جميع أنحاء ألمانيا ومراكز في أوروبا والولايات المتحدة وآسيا والشرق الأوسط. وتساهم ابتكاراتها المستمرة في مجال التكنولوجيا الكهروضوئية في تشكيل مستقبل الطاقة الشمسية وتعزيز التحول العالمي إلى مصادر الطاقة المتجددة.

لا يعد هذا الإنجاز في مجال أبحاث المواد بإحداث ثورة في تصنيع الألواح الشمسية فحسب، بل يعزز أيضًا من قضية اعتماد تقنيات الطاقة النظيفة على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم.