Perovskite solar cells are regarded as an important direction for future photovoltaic technology due to their high efficiency, low cost, and lightweight characteristics. ومع ذلك، هناك مشكلة رئيسية في هذا النوع من البطاريات، وهي ضعف الاستقرار وصعوبة الاستخدام على المدى الطويل. On March 7, a study by East China University of Science and Technology successfully solved this problem, and the relevant results have been published in the top international journal "Science".
يُذكر أن فريق البحث العلمي نجح في العثور على طريقة رئيسية لإطالة عمر خلايا البيروفسكايت الشمسية. إن هذا الحل لمشكلة "العمر القصير" جعل البشرية تقترب خطوة كبيرة من استخدام الألواح الشمسية الأرخص والأرق.
تسمى خلايا البيروفسكايت الشمسية بـ "نور المستقبل". لا يمكنها فقط توليد الكهرباء مثل خلايا السيليكون التقليدية، ولكن يمكن أيضًا تحويلها إلى أشكال رقيقة وقابلة للانحناء، ويمكن أيضًا تثبيتها على الملابس أو النوافذ. ولكن على مر السنين، واجه هذا النوع من البطاريات نقطة ضعف قاتلة: فهي "تتقادم" بعد فترة قصيرة من تعرضها للشمس، وعمر الخدمة الخاص بها أقل بكثير من متطلبات التطبيق الفعلية.
وقد حل فريق البحث هذا اللغز "قصير العمر". وجدت الأبحاث أن مواد البيروفسكايت سوف تتمدد وتنكمش بشكل متكرر مثل البالون عند تعرضها لأشعة الشمس، وسوف تتمزق بسبب "الإصابات الداخلية" بمرور الوقت. ستتمدد هذه المادة بأكثر من 1% عند تعرضها للضوء، وستضغط البلورات الداخلية على بعضها البعض لإنتاج قوة مدمرة، تمامًا كما ينكسر الورق المطوي بشكل متكرر في النهاية.
توصل الباحثون إلى خدعة ذكية تتمثل في ارتداء "سترات مضادة للرصاص" على المواد. لقد استخدموا الجرافين، وهو أحد أصلب المواد في العالم، والبلاستيك الشفاف الخاص لإنشاء طبقة واقية رقيقة جدًا لا تتجاوز جزءًا من عشرة آلاف من شعرة الإنسان. التجارب تثبت ذلك
بعد اختبارات صارمة، سجلت الخلايا الشمسية المجهزة بهذه الطبقة الواقية رقماً قياسياً جديداً: تحت ظروف الإضاءة القوية ودرجات الحرارة المرتفعة التي تحاكي الاستخدام اليومي،
ولا يوفر هذا الاختراق حلاً فحسب، بل إنه يفسد أيضًا فهم المجتمع العلمي. في السنوات العشر الماضية، بدأ العلماء في جميع أنحاء العالم بشكل أساسي بتحسين صيغ المواد، واكتشف فريق جامعة شرق الصين للعلوم والتكنولوجيا القاتل الخفي لـ "الضرر الجسدي" لأول مرة، مما فتح اتجاهًا جديدًا للبحث اللاحق. وقال الخبراء المعنيون إن هذا العمل أعاد تعريف المسار الفني لتحسين الاستقرار.
وكشف فريق البحث أن التكنولوجيا بدأت تجاربها بالتعاون مع الشركات. بمجرد إنتاجه بكميات كبيرة، فإنه سيحدث تغييرات ثورية: قد يصبح الزجاج المولد للطاقة على الجدران الخارجية للمبنى، وبطانيات الشحن الخارجية القابلة للطي، وحتى الأفلام الشمسية لشحن الهواتف المحمولة حقيقة واقعة. وتشير التقديرات إلى أن تكلفة إنتاج خلايا البيروفسكايت لا تتجاوز ثلث تكلفة إنتاج خلايا السيليكون، ولا يزال هناك مجال لتحسين كفاءة توليد الطاقة.
ومع اختراق عنق الزجاجة الاستقرار، تسارعت هذه "التكنولوجيا المستقبلية في المختبر" إلى آلاف الأسر، مما يوفر "حلا صينيا" للتحول العالمي للطاقة الخضراء.