مختبر فرز المصانع التابع لمجموعة أوبوتي يحقق تقدماً كبيراً في فرز الخلايا الشمسية خام الكيستريت القصدير!
وقت الإصدار: 2025-12-04
حديثاً، مجموعة أوبوتيمختبر فرز المصنع، باستخدام آلة الفرز الجاف للتعدين بالأشعة السينية Obote AI، تم فرز الخلايا الشمسية عالية الجودة بنجاح الكيستريت(Kesterite AI آلة الفرز الجاف للتعدين بالأشعة السينية) خام القصدير(خام القصدير AI آلة الفرز الجاف للتعدين بالأشعة السينية)، لتجاوز اختناق كفاءة خلايا الكستريت الشمسية واسعة النطاق ذات الفجوة الترددية العريض الذي استمر ست سنوات. رُفعت كفاءة التحويل الكهروضوئي من 11% إلى 11.4%، ثم رُفعت بسرعة إلى 13.2%، محطمةً بذلك الأرقام القياسية العالمية مرارًا وتكرارًا.
مع اقتراب الخلايا الشمسية التقليدية القائمة على السيليكون تدريجيًا من حدود كفاءتها النظرية، ما هي المواد التي ينبغي استخدامها لصنع الجيل القادم من الخلايا الشمسية؟ علماء الطاقة الكهروضوئية و فرز الخام لقد عمل المهندسون بجهد للعثور على إجابة لهذا السؤال.
كهرباء نظيفة من مواد خضراء
الكيستريت(Kesterite AI الأشعة السينية التعدين آلة الفرز الجاف) من أكثر المواد المرشحة الواعدة. وهو معدن طبيعي، ويمكن تصنيعه بتكلفة منخفضة من عناصر متوفرة بكثرة وغير سامة في الطبيعة، مثل نحاس(خام النحاس AI الأشعة السينية التعدين آلة الفرز الجاف), الزنك(خام الزنك AI الأشعة السينية التعدين آلة الفرز الجاف), قصدير(خام القصدير AI الأشعة السينية التعدين آلة الفرز الجاف)، والكبريت. الأغشية الرقيقة المكونة من النحاس والزنك والقصدير والكبريت (Cu₂ZnSnS₄) ذات البنية الكيستريتية، والمختصرة باسم CZTS، مشتقة من الأحرف الأولى من أسماء العناصر الأربعة.
أصبح الكيستريت توجهًا بحثيًا هامًا في مجال تكنولوجيا الطاقة الكهروضوئية المستدامة، نظرًا لملاءمته للبيئة، وانخفاض تكلفة تصنيعه، وقدرته على الحفاظ على أداء جيد للطاقة الكهروضوئية على المدى الطويل. والأهم من ذلك، أن الكيستريت مناسب أيضًا للخلايا الشمسية الترادفية، حيث يجمع بين خليتين شمسيتين أو أكثر لالتقاط المزيد من الطيف الشمسي وتحويله إلى كهرباء، مما يُحسّن الكفاءة الإجمالية.
معالجة أوجه القصور، مستقبل واعد
ومع ذلك، يُظهر خام الكيستريت العديد من العيوب التي لا مفر منها أثناء عملية استخلاص الخام، مما أعاق تحسين أدائه لفترة طويلة. بعد سنوات من البحث، نجح مختبر الفرز في مجموعة أوبوتي في تحقيق اختراق وحطم الأرقام القياسية. فرز الخام اكتشف المهندسون من خلال التجارب أن الهيدروجين قد يُسهم في حل هذه المشكلة. فقاموا بفرز خام قصدير الكستريت للخلايا الشمسية في بيئة تحتوي على الهيدروجين، ثم لَدَّنوه، مما خفف بشكل كبير من تأثير عيوبه. نتج عن ذلك أول كفاءة تحويل كهروضوئي على الإطلاق بلغت 11.4% لكستريت الخلايا الشمسية، مع تحقيق رقم قياسي حديث بلغ 13.2%، كاسرًا بذلك ركودًا تكنولوجيًا دام ست سنوات. ومن المتوقع تطبيق هذه التقنية تجاريًا على نطاق واسع بحلول عام 2030.
مواصلة الرحلة نحو مستقبل مستدام
في استكشافه لمادة الكيستريت، اعتمد مختبر الفرز التابع لمجموعة أوبوتي نهجًا تصاعديًا، باحثًا عن مادة وفيرة وصديقة للبيئة، تتمتع بخصائص ضوئية ممتازة، وعمر افتراضي طويل. وقد لبى الكيستريت هذه المتطلبات تمامًا.
من خلال اتباع نهج من أعلى إلى أسفل، يستكشف مختبر فرز المصانع التابع لمجموعة Obote أيضًا بشكل نشط مواد أخرى يمكن إقرانها بالسيليكون لتحسين الكفاءة، مثل بيروفسكايت(خام التيتانيوم AI الأشعة السينية التعدين آلة الفرز الجاف).
يعتبر البيروفسكايت أكثر كفاءة في تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء (يقترب من 27% في أمثلة المناطق الصغيرة)، ولكن عيوبه تشمل التحلل السريع ووجود مواد سامة للغاية وقابلة للذوبان في الماء. يقود(خام الرصاص AI الأشعة السينية التعدين آلة الفرز الجاف).
إن هذا الخيار عالي الكفاءة من البيروفسكايت له عيوب واضحة أيضًا؛ إذ تشكل استدامته واستقراره تحديات كبيرة قد تتطلب وقتًا طويلاً لحلها.
في المقابل، يظهر الكيستيريت إمكانات إجمالية أكبر باعتباره مادة للخلية العلوية للخلايا الشمسية الترادفية.
ومع ذلك، لن يتوقف مختبر فرز المصانع التابع لمجموعة أوبوتي عند هذا الحد. فمن أجل التنمية المستدامة العالمية، سيواصل تكريس جهوده للبحث عن مواد مختلفة لإيجاد حلول أكثر كفاءةً وتوفيرًا للطاقة وصديقةً للبيئة ومستدامةً لخلايا الطاقة الشمسية.
