سعي لتأسيس شركة لإنتاج الخلايا الشمسية المطاطة

[بيروت] قالت اللبنانية نازك الأتب، مبتكرة الخلايا الشمسية فائقة القابلية للمط، أنها تسعى لتحويل ابتكارها إلى منتج يُتداول على المستوى التجاري.

وصرحت نازك لشبكة SciDev.Net: ”أعمل -وفريقي- على تطوير شركة ناشئة لتسويق الخلايا الشمسية، ما يضمن انتشارًا على نطاق أوسع“.

وأوضحت أن الخلايا الشمسية التي عمل فريقها البحثي على تطويرها ”تتميّز بأنها خلايا غير عضوية شديدة المرونة وقابلة للمد وذات كفاءة عالية ووزن خفيف“، فضلًا عن تمتُّعها بأداء حراري محسَّن.

ولم تخرج هذه الخلايا -رغم ما تتمتع به من خصائص وميزات تنافسية أخرى- إلى حيز الإنتاج رغم عمل الفريق مع العديد من الشركات الدولية مثل ’لوكهيد مارتن‘ و’فالكون فيز‘ لعرض تطبيق هذه الخلايا في تصنيع المطيرات بدون طيار.

ولم تحظَ الخلايا الشمسية المطورة بالاهتمام الذي تستحق، رغم عرضها من قِبل الباحثين في معارض إلكترونيات عالمية مثل ’معرض الإلكترونيات الاستهلاكية‘ في مدينة لاس فيغاس في عام 2020، واجتذابها انتباه العديد من المستثمرين المحتملين، مثل شركتي ’أمازون‘ و’أوبو‘.

الابتكار لأهميته -مع إنجازات أخرى- كان سببًا أساسيًّا أهَّل نازك لتكون ضمن العشرة المبتكرين الأكثر تميزًا في منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا لعام 2020، وفق اختيار مجلة ’إم آي تي تكنولوجي ريفيو‘ المرموقة، التابعة لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الأمريكي العريق، الأهم في مضماره بين أقرانه في شتى أنحاء العالم.

نازك باحثة بجامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية، والتي لديها برنامج تسريع للمشروعات والأعمال الناشئة يدعى ’تَقَدَّم‘، وسوف تطلب منه هي والفريق في الشهر المقبل دعمًا قد يصل إلى 150 ألف ريال سعودي، يمثل نواةً لتمويل شركتها، إضافةً إلى مصادر أخرى.

تُعد الخلايا الشمسية أجهزةً إلكترونيةً تحوّل الطاقة الشمسية أو الضوئية إلى طاقة كهربائية، يتكوّن معظم هذه الخلايا من مواد غير عضوية كالسيليكون، وتعمل من خلال ”التأثير الكهروضوئي وهي ظاهرة فيزيائية وكيميائية“.

ولبيان مدى أهمية الابتكار، فإن نازك تقول عن قصور المتاح في الأسواق حاليًّا: إنه ”إما خلايا شمسية ذات أساس عضوي ذات مرونة مادية ممتازة لكن على حساب الاستقرار والكفاءة، وإما خلايا من مواد غير عضوية، تُظهر كفاءةً وموثوقية أعلى، غير أنها هشة وسميكة“.

أما ابتكار نازك الذي اعتمد على تقنية التمويج الفريدة التي ابتدعها الفريق، فهو ”يجمع أفضل ما في الخلايا الشمسية ذات الأصل العضوي وغير العضوي“.

تلك التقنية تحول الخلية الشمسية غير العضوية الصلبة ذات الحجم الكبير الى نسخة فائقة المطاطية وقابلة للمد (95%)، مع انخفاض ضئيل في الكفاءة الأصلية (19%)، ومع الحفاظ على السماكة الأولية للمادة، وبالتالي على القوة الميكانيكية الممتازة للخلية.

بالإضافة الى ذلك، تتيح هذه التقنية تحسين الأداء الحراري للخلايا الشمسية مع إضافة مظهر جمالي، وسجلت التقنية رقمًا قياسيًّا عالميًّا في المطاطية والقدرة على المد في خلايا السيليكون الشمسية، مع خفة وزن وكفاءة عالية.

بالنسبة لمجالات استخدام هذه التقنية وتطبيقاتها، تشرح نازك أن العديد من التطبيقات يتطلب المرونة الفائقة، مع المحافظة على الموثوقية الممتازة والمتانة الميكانيكية والوزن الخفيف.

تشمل تطبيقات هذه الخلايا، على سبيل المثال لا الحصر، الطائرات بدون طيار، والسيارات، والإلكترونيات القابلة للارتداء أو القابلة للطي، والمظلات، وأسطح المنازل والمباني، وغيرها، إذ يمكن مثلًا، تثبيت الخلايا الشمسية المموجة على مظلة لتعمل حاصدًا للطاقة لتشغيل الإلكترونيات المحمولة، وحاميًا من الشمس في الوقت ذاته.

وتُعد الخلية الشمسية المموجة، على الأرجح، التقنية الوحيدة القابلة للتطبيق في هذه الحالة نسبةً الى هندسة المظلات القابلة للطيّ والمكشوفة.

تُستخدم المظلات والخيام على نطاق واسع في مناسك الحج السنوية، وكذلك في المطاعم والمتنزهات والمخيمات، بالتالي، من المتوقع أن تحقق -إن كستها الخلايا الشمسية- أثرًا اجتماعيًّا واقتصاديًّا واسعًا في العديد من الدول.

وأيضًا يمكن استخدام الخلايا الشمسية المموجة على الخوذات والساعات في التطبيقات المدنية والدفاعية، أو كمواد زينة؛ إذ يمكن لفها وبسطها وتثبيتها على أي سطح، وبذلك، تُعد تطبيقات الخلايا الشمسية المموّجة غير محدودة.

على اتساع مجالات التطبيق لهذه الخلايا المطاطة لمزاياها، يركز تعليقه عمار نايفة، الأستاذ المشارك في الهندسة الكهربائية وعلم الحاسوب في جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا والبحوث بأبو ظبي.

 ويشير نايفة إلى أن: ”الخلايا الشمسية المرنة المطاطة حظيت بالكثير من الاهتمام في السنوات الأخيرة؛ بسبب تعدّد التطبيقات من الأجهزة القابلة للارتداء، والإلكترونيات القابلة للطي“.

في المقابل، يقول نايفة: انتشار الخلايا الشمسية الفعالة محدود، والموجودة حاليًّا في الأسواق إما صلبة جدًّا أو ثقيلة جدًّا أو غير فعالة أو باهظة الثمن.

ويكرر: ”معظم الخلايا الشمسية المرنة المتاحة تجاريًّا تُظهر مرونةً محدودةً ووزنًا كبيرًا كالخلايا الشمسية غير العضوية، أو مرونةً جيدةً بكفاءة متدهورة كالخلايا الشمسية العضوية، مما يحدّ من نطاق تطبيقاتها“.

أما الخلايا الشمسية التى طورتها نازك، فميزاتها عديدة؛ وأبرزها أن إنتاجها يرتكز على السيليكون، الذي يمثِّل المادة المفضلة في الصناعة الكهروضوئية، إضافةً إلى كلفتها المنخفضة، وعدم سميّتها، وموثوقيتها الممتازة، وكفاءتها الجيدة.

”ستوفِّر هذه الميزات إمكانيات كبيرة في سوق الخلايا الشمسية مع مجموعة واسعة من التطبيقات المحتملة“.

هذا الموضوع أنتج عبر المكتب الإقليمي لموقع SciDev.Net بإقليم الشرق الأوسط وشمال أفريقيا