حقق فريق بحثي في جامعة نيو ساوث ويلز (UNSW) الأسترالية اختراقًا مهمًا في مجال خلايا الطاقة الشمسية المصنوعة من كبريتيدات وأكسيدات الأنتيمون (Antimony Chalcogenide)، وهو أحد المواد الواعدة لتقنية الفوتوفولتايك المستقبلية.
وتمكن الفريق من الوصول إلى كفاءة معتمدة تبلغ 10.7%، وهو أعلى رقم يتم التحقق منه عالميًا بشكل مستقل لهذه التقنية، ما يمثل رقمًا قياسيًا عالميًا في هذا النوع من الخلايا الشمسية.
وبالإضافة إلى هذا الإنجاز، حدد الباحثون الآلية الكيميائية الأساسية لعملية تصنيع المادة، وهو ما يوفر فهمًا أعمق يمكن أن يسرع تحسين الكفاءة، وتقليل التكلفة، وزيادة متانة هذه الخلايا الشمسية في المستقبل.
وشرح الباحثون أن التقدم جاء بعد إدخال كمية صغيرة من كبريتيد الصوديوم خلال عملية التصنيع، ما ساهم في توزيع أكثر توازنًا للعناصر الأساسية (الكبريت والسيلينيوم) داخل طبقة امتصاص الضوء، وتقليل الحاجز الداخلي الذي كان يعيق حركة الشحنات الكهربائية الناتجة عن ضوء الشمس، وبالتالي تحسين الأداء بشكل كبير.
وتعتبر خلايا Antimony Chalcogenide مرشحة واعدة لتطبيقها في الخلايا الشمسية المزدوجة (Tandem Solar Cells)، التي تستخدم طبقات متعددة لامتصاص أطياف مختلفة من الضوء، ما يتيح زيادة الإنتاجية الكهربائية مقارنة بالخلايا التقليدية. كما يمكن استخدامها في النوافذ الشمسية الشفافة، وأفلام النوافذ، وأجهزة منخفضة الطاقة مثل الشارات الذكية وأجهزة الاستشعار وشاشات الورق الإلكتروني، نظرًا لسمكها القليل واستقرارها وأدائها المتميز في الإضاءة المنخفضة.
وقال الباحث تشين كيان، زميل ما بعد الدكتوراه في قسم الهندسة الفوتوفولتية والطاقة المتجددة في UNSW: "نسعى في السنوات المقبلة إلى تقليل العيوب المتبقية في المادة باستخدام تقنيات التمرير الكيميائي، ونتوقع أن نتمكن من رفع الكفاءة إلى نحو 12% خطوة بخطوة."