العلم مقابل الإثارة: الحدود الفعلية لكفاءة الخلايا الشمسية وكيف تُستغل في مزاعم باطلة

العلم مقابل الإثارة: الحدود الفعلية لكفاءة الخلايا الشمسية وكيف تُستغل في مزاعم باطلة

البروفيسور مراون ذمرين
يُقدّر الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى سطح الأرض في الظروف المثالية بحوالي 1000 وات لكل متر مربع، وذلك حسب المعيار المعروف باسم AM1.5 المستخدم عالميًا لاختبار كفاءة الخلايا الشمسية.

الخلايا الشمسية أحادية الوصلة، مثل خلايا السيليكون التقليدية، تمتلك حدًا نظريًا للكفاءة يقارب 29% وفق مبدأ شوكلي-كويزر، إلا أن أفضل الخلايا التجارية المتوفرة حاليًا وصلت إلى كفاءة واقعية تبلغ حوالي 27%.

وهذا يعني أنه من أصل 1000 وات من الإشعاع الشمسي الساقط على لوح مساحة الخلايا الكليه فيه متراً مربعاً، يتم تحويل حوالي 270 وات فقط إلى طاقة كهربائية.

أما الخلايا الشمسية ثلاثية الوصلات، التي تستفيد من ثلاث طبقات تمتص كل منها جزءًا مختلفًا من طيف الضوء، فتمتلك كفاءة نظرية تقارب 49%، وقد حققت بعض التطبيقات المتقدمة منها، مثل تلك المستخدمة في الأقمار الصناعية، كفاءة واقعية تجاوزت 40%، مما يتيح إمكانية توليد ما بين 400 إلى 490 وات من أصل 1000 وات من الطاقة الشمسية الساقطة على نفس اللوح ذو المتر المربع.

وفي الجانب النظري البحت، إذا تم تصميم خلية تحتوي على عدد لا نهائي من الوصلات، بحيث تمتص كل وصلة نطاقًا ضيقًا ومحددًا من الضوء، فإن الكفاءة القصوى الممكنة قد تصل إلى حوالي 68.2%، أي ما يعادل تحويل 682 وات من أصل 1000 وات إلى كهرباء او 86.8% تحت الضوء المركز باكثر من 400 مره تحت عدسات خاصة، غير أن هذا التصميم يبقى بعيدًا عن التطبيق العملي في الوقت الراهن ولن نصل اليه على اغلب الظن.

لذلك فان اي هراء ينتشر ويصف قدرة الواح اكبر من الالواح الحاليه بالف مره مجرد هرطقة ليس إلا.