تطور الخلايا الشمسية: من البداية حتى الابتكارات الحديثة

انشىء من قبل Eng- Motasem Khawaldeh في Solar Energy 16 أبريل 2024
شارك
781
  • تعتبر الطاقة الشمسية، التي تستخرج من خلال الخلايا الكهروضوئية، واحدة من أكثر مصادر الطاقة المتجددة والواعدة في العالم اليوم. رحلة الخلايا الشمسية من بداياتها حتى الوصول إلى مستوى التطور الحالي هي دليل على الابتكار البشري والتفاني نحو حلول الطاقة المستدامة.

    ١. التطوير الأولي:

    تعود فكرة تحويل أشعة الشمس إلى كهرباء إلى القرن التاسع عشر، مع التجارب الأولية التي أجراها العلماء مثل ألكسندر إدمون بيكريل في عام 1839. ومع ذلك، لم تظهر الخلية الشمسية العملية الأولى التي صُنعت من السيليكون إلا في عام 1954 من قبل مختبرات بيل، مما يمثل بداية جديدة في تكنولوجيا الطاقة الشمسية.

    ٢. سيطرة السيليكون:

    سرعان ما أصبحت خلايا السيليكون الشمسية التكنولوجيا السائدة بسبب كفاءتها وموثوقيتها. خلال النصف الثاني من القرن العشرين، تركزت الأبحاث على تعزيز كفاءة الخلايا المصنوعة من السيليكون، مما أدى إلى تقدم كبير في عمليات التصنيع وتصاميم الخلايا.

    ٣. الابتكارات في الأغشية الرقيقة:

    في أواخر القرن العشرين، ظهرت تقنيات الأغشية الرقيقة كبدائل للخلايا الشمسية التقليدية المصنوعة من السيليكون. تقنيات الأغشية الرقيقة، مثل مركب كادميوم تيلوريد (CdTe) وسيلينيد النحاس الإنديوم الغاليوم (CIGS)، قدمت مزايا مثل المرونة والخفة وتكاليف الإنتاج المنخفضة، مما فتح آفاقاً جديدة لدمج الطاقة الشمسية في مجموعة متنوعة من التطبيقات.

    ٤. تحسين الكفاءة:

    أدت التقدمات في علم المواد والهندسة إلى تحسين مستمر في كفاءة الخلايا الشمسية على مر السنين. أدت الابتكارات في الهياكل النانوية والخلايا المتعددة ومواد البيروفسكايت إلى دفع حدود الكفاءة، حيث تمكنت بعض الخلايا التجريبية من تحقيق كفاءة تفوق 25%.

    ٥. التقنيات الناشئة:

    شهدت السنوات الأخيرة ظهور مفاهيم وتقنيات جديدة للخلايا الشمسية تهدف إلى تحسين الكفاءة وتقليل التكاليف. يشمل ذلك الخلايا الضوئية العضوية (OPVs) وخلايا الطاقة الشمسية المحسنة بواسطة الصبغات (DSSCs)، والخلايا المتعددة التي تجمع بين مواد متعددة لالتقاط طيف أوسع من أشعة الشمس.

    ٦. التطلعات المستقبلية:

    بالنظر إلى المستقبل، فإن مستقبل الخلايا الشمسية يحمل وعودًا كبيرة. تستمر الأبحاث في التركيز على تحسين الكفاءة والمتانة والاستدامة، بالإضافة إلى خفض التكاليف لجعل الطاقة الشمسية أكثر وصولاً وانتشاراً. مع الابتكارات والاستثمارات المستمرة في تكنولوجيا الطاقة الشمسية، فإن الخلايا الشمسية مستعدة للعب دوراً محورياً في تشكيل مستقبل الطاقة النظيفة.

    من البدايات المتواضعة إلى الابتكارات الحديثة، يعكس تطور الخلايا الشمسية السعي الحثيث نحو مستقبل الطاقة الأكثر نظافة واستدامة.



  • المراجع

  • "History of Solar Energy." NASA.
  • Green, M. A. (2001). "Silicon solar cells: advanced principles and practice." UNSW Press.
  • Jackson, P., & Hariskos, D. (2016). "New world record efficiency for Cu (In, Ga) Se2 thin-film solar cells beyond 22%." Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 24(6), 879-892.
  • Green, M. A., Emery, K., Hishikawa, Y., Warta, W., & Dunlop, E. D. (2015). "Solar cell efficiency tables (version 45)." Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 23(1), 1-9.
  • Kojima, A., Teshima, K., Shirai, Y., & Miyasaka, T. (2009). "Organometal halide perovskites as visible-light sensitizers for photovoltaic cells." Journal of the American Chemical Society, 131(17), 6050-6051.
  • IPCC, 2021: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S. L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M. I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J. B. R. Matthews, T. K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press. In Press.

  • هل كانت المقالة مفيدة ؟

    التعليقات (0)

    شارك

    شارك هذا المنشور مع الآخرين

    Sales Campaign

    Sales Campaign

    We have a sales campaign on our promoted courses and products. You can purchase 150 products at a discounted price reach to 95 % discount.

    اللائحة العامة لحماية البيانات

    اتفاقية الخصوصية - الامتثال لـ GDPR

    عند زيارة موقعنا واستخدام خدماتنا، نحرص على حماية معلوماتك الشخصية والامتثال لقوانين حماية البيانات الأوروبية، بما في ذلك اللائحة العامة لحماية البيانات (GDPR). نمنحك التحكم الكامل .في بياناتك مع الالتزام بحمايتها وتقليل معالجتها إلى الحد الأدنى اللازم.


    معلومات الهوية الشخصية

    عند زيارتك لموقعنا، قد نقوم بجمع بعض المعلومات عبر متصفحك، وذلك من خلال ملفات تعريف الارتباط. هذه المعلومات قد تتعلق بك، بتفضيلاتك، أو بجهازك، وتستخدم بشكل رئيسي لتحسين تجربتك على الموقع. ورغم أن هذه البيانات لا تحدد هويتك بشكل مباشر، فإنها تسهم في تقديم تجربة مستخدم أكثر تخصيصًا. نظرًا لأننا نحترم خصوصيتك، يمكنك التحكم في استخدام ملفات تعريف الارتباط واختيار إيقاف بعض الأنواع منها. يرجى ملاحظة أن تعطيل ملفات تعريف الارتباط قد يؤثر على كيفية تفاعلك مع الموقع والخدمات التي نقدمها.


    مشاركة معلوماتك الشخصية

    نحن لا نبيع أو نشارك أو نؤجر معلوماتك الشخصية مع أطراف ثالثة. ومع ذلك، قد نشارك بعض البيانات العامة غير الشخصية مع شركائنا التجاريين، والشركات التابعة، والمعلنين من أجل تحقيق الأغراض الموضحة في هذه السياسة.


    الإعلانات

    قد يتم تقديم الإعلانات على موقعنا بواسطة شركاء الإعلانات الذين قد يستخدمون ملفات تعريف الارتباط. تتيح هذه الملفات للخوادم التعرف على جهازك لتقديم إعلانات مستهدفة تتماشى مع اهتماماتك. نحن لا نتحكم في استخدام ملفات تعريف الارتباط من قبل المعلنين، ولا تشمل هذه السياسة استخدامهم لها.

    إعلانات Google AdSense

    قد تحتوي بعض الإعلانات على الموقع على ملفات تعريف ارتباط من Google. تتيح ملفات تعريف الارتباط DART من Google عرض الإعلانات للمستخدمين بناءً على تصفحهم لموقعنا ومواقع أخرى. تستخدم DART معلومات غير شخصية ولا تتعقب معلومات مثل الاسم أو البريد الإلكتروني أو العنوان. يمكنك تعطيل استخدام DART من خلال زيارة صفحة سياسة الخصوصية والإعلانات الخاصة بـ Google.


    التعديلات على سياسة الخصوصية

    نحتفظ بالحق في تعديل سياسة الخصوصية هذه في أي وقت. سيتم نشر أي تغييرات على هذه الصفحة، وسنعمل على إعلامك بها من خلال تحديث واضح في موقعنا. نوصي بزيارة هذه الصفحة دوريًا لمراجعة أي تغييرات تطرأ على كيفية حماية بياناتك الشخصية. استخدامك المستمر للموقع بعد نشر التعديلات يعني موافقتك عليها.


    موافقتك على الشروط

    باستخدامك لهذا الموقع، فإنك توافق على سياسة الخصوصية هذه. إذا كنت غير موافق على هذه السياسة، يرجى التوقف عن استخدام الموقع. استمرارك في استخدام الموقع بعد أي تحديثات يعني موافقتك على تلك التعديلات.