“البيروفسكايت” هي مادة بلورية تم اكتشافها في جبال الأورال في روسيا في أوائل القرن التاسع عشر، ولكن لم يتم دراسة خصائصها الاستثنائية إلا بعد مرور نحو 200 سنة، ففي عام 2009، اكتشف باحثون في اليابان أن هذه المادة تولد شحنة كهربائية صغيرة عند تعرضها للضوء، مما يجعلها مادة مثالية لصناعة الخلايا الشمسية.

منذ ذلك الحين، شهدت “البيروفسكايت” تطورا مذهلا في كفاءة تحويل الطاقة الشمسية، حيث ارتفعت من 3.8 بالمئة في عام 2009 إلى أكثر من 25 بالمئة في عام 2021، متجاوزة كفاءة الخلايا الشمسية التقليدية المصنوعة من السيليكون، وقد وصف بعض الخبراء “البيروفسكايت” بأنها “مادة معجزة” أو قادرة على تحقيق أهداف التصفير الصافي لانبعاثات الكربون .

لكن لتحقيق هذا الإمكان، يجب حل بعض التحديات التي تواجه تطبيق هذه المادة على أرض الواقع، فالـ “بيروفسكايت” مادة غير مستقرة وتتحلل بسهولة عند التعرض للرطوبة أو الأوكسجين أو الضوء أو الحرارة أو التيار الكهربائي؛ ولذلك، يجري البحث عن طرق لزيادة متانة وموثوقية هذه المادة والأجهزة التي تستخدمها، كما يجب التأكد من سلامة هذه المادة بالنسبة للبيئة والصحة، خصوصا وأن بعض أشكالها تحتوي على الرصاص.

في دراسة حديثة، قام باحثون من “جامعة كاليفورنيا” في سان دييغو بابتكار طريقة للتحكم في الاستجابة الكهروضوئية لمادة “بيروفسكايت” بواسطة تجويف متردد مقترن بالفونون، والذي يمكن أن يؤثر على خصائصها الإلكترونية، بواسطة توليد مجال كهربائي متغير في التجويف.

يمكن تحفيز الفونون في المادة وبالتالي تغيير امتصاصها وانبعاثها للضوء. هذه الطريقة تسمح بالتحكم في خصائص “بيروفسكايت” بشكل دقيق وديناميكي، مما يفتح آفاقا جديدة للتطبيقات في مجالات مثل التصوير والاتصالات والحساسية.

إذا نجحت هذه المساعي، فإن “البيروفسكايت” قد تغير وجه صناعة الطاقة المتجددة، حيث تتمتع بمزايا عديدة على الخلايا الشمسية التقليدية، فهذه المادة رخيصة التكلفة وسهلة التصنيع ومرنة وخفيفة، كما أنها تستطيع امتصاص كامل الطيف الشمسي المرئي بطبقة رقيقة جدا؛ وبالتالي، قد تكون “البيروفسكايت” مفتاحا لإنتاج طاقة شمسية أكثر كفاءة وانتشارا في المستقبل.

كاتب المقال نيرودا الحسين ينصح بقراءة ...

بيل جيتس نحو رسم طريق واعد للطاقة الشمسية؟