الإجاباتمنشور18 المصادر
كيف حقق فريق صيني رقماً قياسياً في الخلايا الشمسية الترادفية
حقق فريق يقوده لي يونغفانغ ومنغ لي في معهد الكيمياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم كفاءة تحويل طاقة مستقرة ومعتمدة بلغت 28.04%، في رقم وُصف بأنه قياسي عالمي لهذه الفئة من الخلايا. بلغت الكفاءة القصوى للخلية 28.80%، كما احتفظ الجهاز بـ90% من كفاءته الأولية بعد 625 ساعة من الإضاءة المستمرة.
نشر بواسطةتم التحرير باستخدام GPT-5.6 Lunaتم إنشاء الصور باستخدام GPT Image 1.5
إجابة البحث
الوجبات السريعة الرئيسية
- حقق فريق يقوده لي يونغفانغ ومنغ لي في معهد الكيمياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم كفاءة تحويل طاقة مستقرة ومعتمدة بلغت 28.04%، في رقم وُصف بأنه قياسي عالمي لهذه الفئة من الخلايا.
- بلغت الكفاءة القصوى للخلية 28.80%، كما احتفظ الجهاز بـ90% من كفاءته الأولية بعد 625 ساعة من الإضاءة المستمرة.
- اعتمد الباحثون استراتيجية «تنظيم كامل المراحل» للتحكم في العيوب ومنع انفصال أطوار الهاليدات بفعل الضوء أثناء تحضير المادة ونمو الغشاء وتشغيل الخلية.
- قد تتيح قابلية المعالجة بالمحاليل إنتاج خلايا رقيقة ومرنة وقابلة للطي، لكن تطبيقات الأقمار الصناعية ما زالت تتطلب اختبارات للإشعاع والفراغ والدورات الحرارية والتوسّع إلى وحدات أكبر.
موجّه الذكاء الاصطناعي
openai.comCreate a landscape editorial hero image for this Studio Global article: What did the Chinese Academy of Sciences team led by Academician Li Yongfang and researcher Meng Lei achieve, as reported in Nature on Augus. Article summary: The CAS team led by Li Yongfang and Meng Lei reported a record perovskite–organic tandem solar cell: a certified steady-state power-conversion efficiency of 28.04%. The reported Nature publication date appears to be July. Topic tags: general, academic, general web. Style: premium digital editorial illustration, source-backed research mood, clean composition, high detail, modern web publication hero. Use reference image context only for broad subject, composition, and topical grounding; do not copy the exact image. Avoid: logos, brand marks, copyrighted characters, real person likenesses, fake screenshots, UI text, readable text, watermarks, charts with fake num
أعلن فريق من معهد الكيمياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، بقيادة الأكاديمي لي يونغفانغ والباحث منغ لي، تحقيق كفاءة تحويل طاقة مستقرة ومعتمدة بلغت 28.04% في خلية شمسية ترادفية من البيروفسكايت والمواد العضوية. ووُصفت النتيجة بأنها رقم قياسي عالمي لهذه الفئة من الأجهزة. ونُشرت الدراسة في مجلة Nature في 13 يوليو/تموز 2026، وليس في 21 أغسطس/آب كما ورد في السؤال الأصلي. 18
20
ولا تكمن أهمية الإنجاز في نسبة الكفاءة وحدها؛ فقد استهدف الفريق أيضاً إحدى أبرز مشكلات البيروفسكايت ذي فجوة الطاقة الواسعة، وهي قابلية مكوّناته الهاليدية للانفصال إلى أطوار مختلفة عند تعرضها للضوء، الأمر الذي قد يؤدي إلى تراجع الأداء أثناء التشغيل.
الأرقام الأساسية للإنجاز
وصلت الخلية الترادفية الأحادية المتكاملة إلى كفاءة قصوى قدرها 28.80%، بينما بلغت الكفاءة المستقرة المعتمدة 28.04%. 18 وتشير إفادة أخرى من الأكاديمية الصينية للعلوم إلى أن الخلية الفرعية العلوية المصنوعة من البيروفسكايت ذي فجوة الطاقة الواسعة حققت، قبل دمجها مع الخلية العضوية السفلية، جهداً مرتفعاً بصورة غير اعتيادية عند الدارة المفتوحة بالنسبة إلى هذا النوع من الخلايا.
26
كما احتفظ الجهاز بـ90% من كفاءته الأولية بعد 625 ساعة من الإضاءة المستمرة، وفق ما أورده المعهد الذي أجرى البحث ووسائل إعلام صينية رسمية. 18
28
لكن هذه النتائج تخص خلية مخبرية صغيرة المساحة. وهي لا تثبت أن التقنية أصبحت جاهزة للإنتاج التجاري واسع النطاق أو للاستخدام في الفضاء.
لماذا تُستخدم بنية ترادفية؟
تكدّس الخلية الشمسية الترادفية خليتين فرعيتين نشطتين ضوئياً، لكل منهما نطاق مختلف لامتصاص الضوء. وفي التصميم الجديد، توضع خلية بيروفسكايت ذات فجوة طاقة واسعة فوق خلية عضوية.
- تمتص الخلية العلوية من البيروفسكايت ذي فجوة الطاقة الواسعة الأجزاء الأعلى طاقة من ضوء الشمس.
- تلتقط الخلية العضوية السفلية قدراً أكبر من الضوء الأقل طاقة الذي يمر عبر طبقة البيروفسكايت.
ويتيح الجمع بين المادتين الاستفادة من طيف ضوء الشمس بكفاءة أكبر مقارنة باستخدام مادة ماصة واحدة فقط. وتُعرَّف خلايا البيروفسكايت–العضوية الترادفية عادةً بأنها بنية تجمع خلية فرعية علوية ذات فجوة طاقة واسعة مع خلية عضوية سفلية ذات فجوة أضيق، موصولتين على التوالي. 25
وقد تساعد خصائص الطبقة العضوية، بحسب بنية الجهاز الكاملة وظروف التشغيل، في الحد من تعرض جزء البيروفسكايت لبعض العوامل البيئية؛ إلا أن ذلك لا يمثل ضماناً عاماً لمتانة الخلية.
استراتيجية لمعالجة العيوب طوال دورة حياة المادة
تجذب البيروفسكايتات المختلطة الهاليدات ذات فجوة الطاقة الواسعة اهتمام الباحثين في الخلايا الترادفية، إذ يمكن ضبط فجوة طاقتها لتتكامل مع خلية خلفية ذات فجوة أقل. غير أن الحفاظ على استقرارها تحت الإضاءة لا يزال تحدياً رئيسياً.
ووُصفت مقاربة فريق الأكاديمية الصينية للعلوم بأنها «تنظيم كامل المراحل». فبدلاً من معالجة العيوب بعد تكوين الغشاء فقط، سعى الباحثون إلى التحكم في العمليات المرتبطة بالعيوب أثناء تحضير المادة، ونمو الغشاء، ثم تشغيل الجهاز. واستخدموا مادة مضافة قابلة للتحول الضوئي للمساعدة في تثبيت طور البيروفسكايت المختلط الهاليدات. 17
18
21
وكان الهدف هو كبح إعادة توزيع أيونات الهاليد التي يحفزها الضوء، والتي قد تؤدي إلى تكوّن مناطق ذات فجوات طاقة مختلفة. ومن خلال الحد من هذا الانفصال الطوري، حاول الفريق الحفاظ على جهد الخلية الفرعية من البيروفسكايت وعلى خرج الخلية الترادفية أثناء الإضاءة. 17
18
وتكتسب هذه المقاربة أهمية خاصة لأن الكفاءة والاستقرار مرتبطان بشدة في الأجهزة الترادفية التي تستخدم بيروفسكايت واسع الفجوة. فقياس قياسي مرتفع في بداية الاختبار لا يكون كافياً إذا تغيرت الطبقة النشطة سريعاً تحت ضوء التشغيل.
لماذا تبرز تطبيقات الخلايا المرنة وخفيفة الوزن؟
يمكن ترسيب طبقات البيروفسكايت والمواد العضوية من المحاليل، ما يفتح نظرياً طريقاً إلى تصنيع يعتمد على الطلاء، مثل الطلاء بالقالب المشقوق (slot-die coating) أو المعالجة المتواصلة من لفافة إلى أخرى (roll-to-roll). وقد يدعم ذلك إنتاج أجهزة رقيقة وخفيفة وقابلة للتكيف ميكانيكياً، لكن نتيجة الرقم القياسي نفسها لا تثبت قابلية التصنيع على نطاق تجاري.
وسبق أن حققت أبحاث في هذا المجال أجهزة ترادفية من البيروفسكايت والمواد العضوية على ركائز صلبة ومرنة، وهو ما يفسر اهتمام الباحثين بإمكانات هذه البنية في الخلايا الكهروضوئية المرنة. 10
ومن الاستخدامات المحتملة:
- دمج الخلايا الشمسية في واجهات المباني والأسطح المنحنية؛
- مصادر طاقة قابلة للارتداء أو متوافقة مع شكل الجسم؛
- أنظمة طاقة خفيفة للطائرات المسيّرة؛
- هياكل جوية وفضائية تكون فيها الكتلة وحجم التخزين عاملين حاسمين.
وقد لا تتمثل الميزة العملية في أعلى كفاءة ممكنة فحسب. فالخلية الخفيفة أو القابلة للطي أو القادرة على التوافق مع سطح منحني قد تكون مفيدة في أماكن يصعب فيها تركيب الألواح الصلبة التقليدية أو نقلها.
هل يمكن أن تشغّل مصفوفات أقمار صناعية قابلة للطي؟
الفكرة معقولة بما يكفي لتبرير مواصلة البحث: فقد تُطوى المصفوفات الشمسية الخفيفة والمرنة أو تُلف أثناء الإطلاق، ثم تُنشر في المدار. لكن كفاءة 28.04% لا تعني أن الخلية أصبحت مؤهلة للعمل في الأقمار الصناعية.
فالتشغيل الفضائي سيتطلب اختبارات تتجاوز التعرض المستمر للضوء على منصة مخبرية، من بينها:
- تحمل الأشعة فوق البنفسجية وإشعاع الجسيمات؛
- الاستقرار في الفراغ والتحكم في انبعاث الغازات من المواد؛
- مقاومة التبدلات الحرارية المتكررة؛
- المتانة الميكانيكية أثناء الإطلاق والنشر والتشغيل؛
- الحفاظ على أداء متسق عند الانتقال إلى مساحات أكبر ووحدات مترابطة.
وتثبت التقارير المتاحة رقماً قياسياً معتمداً للكفاءة ونتيجة تتعلق بالاستقرار تحت الإضاءة، لكنها لا تثبت تأهيل الخلية للبيئة الفضائية. وهذا فارق أساسي عند الانتقال من خلية مخبرية صغيرة حققت رقماً قياسياً إلى نظام طيران كامل.
الخطوة التالية: من الخلية إلى الوحدة
تتمثل المحطة الهندسية التالية على الأرجح في التوسّع القابل للتكرار: تحويل الخلايا القياسية صغيرة المساحة إلى وحدات فرعية متجانسة، ثم إلى وحدات مرنة مزودة بوصلات كهربائية وتغليف موثوقين.
وسيحتاج الباحثون كذلك إلى قياس أداء الجهاز الكامل تحت تأثيرات متزامنة وواقعية للحرارة والضوء والرطوبة والانحناء والفراغ والإشعاع. فالخلية عالية الأداء لا تصبح منتجاً قابلاً للنشر إلا عندما يمكن تكرار أدائها على مساحات أكبر والحفاظ عليه أمام الضغوط التي يفرضها الاستخدام المقصود.
لذلك يمثل إنجاز الأكاديمية الصينية للعلوم تقدماً مزدوجاً: رقم قياسي معتمد بلغ 28.04% من الكفاءة المستقرة لخلايا البيروفسكايت–العضوية الترادفية، واستراتيجية مادية تهدف إلى جعل البيروفسكايت واسع فجوة الطاقة أكثر استقراراً تحت الضوء. أما أهميته الأوسع فستتوقف على قدرة هذه المكاسب على الصمود أمام التوسع التصنيعي واختبارات الاعتمادية الخاصة بكل تطبيق.
Studio Global AI
مواصلة البحث الخاص بك
تتضمن هذه الصفحة إجابة مدعومة بالمصدر يمكنك المتابعة داخل Studio Global.
يسأل الناس أيضا
ما هي الإجابة المختصرة على "كيف حقق فريق صيني رقماً قياسياً في الخلايا الشمسية الترادفية"؟
حقق فريق يقوده لي يونغفانغ ومنغ لي في معهد الكيمياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم كفاءة تحويل طاقة مستقرة ومعتمدة بلغت 28.04%، في رقم وُصف بأنه قياسي عالمي لهذه الفئة من الخلايا.
ما هي النقاط الأساسية التي يجب التحقق منها أولاً؟
حقق فريق يقوده لي يونغفانغ ومنغ لي في معهد الكيمياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم كفاءة تحويل طاقة مستقرة ومعتمدة بلغت 28.04%، في رقم وُصف بأنه قياسي عالمي لهذه الفئة من الخلايا. بلغت الكفاءة القصوى للخلية 28.80%، كما احتفظ الجهاز بـ90% من كفاءته الأولية بعد 625 ساعة من الإضاءة المستمرة.
ماذا يجب أن أفعل بعد ذلك في الممارسة العملية؟
اعتمد الباحثون استراتيجية «تنظيم كامل المراحل» للتحكم في العيوب ومنع انفصال أطوار الهاليدات بفعل الضوء أثناء تحضير المادة ونمو الغشاء وتشغيل الخلية.