عزيزي السائل، من خلال طبيعة العمل الذي أمارسه سأجيبك عن تساؤلك؛ لتصنيع خلية كهروضوئية يلزمك الآتي:
- طبقة من المعدن التي تُمثّل الطبقة (المانحة للإلكترونات)، وتمتص أشعة الشمس الساقطة عليها، حيث تمثّل القطب الأول.
- طبقة فعالة تحتوي على عنصر الكربون مثل ثاني كبريتيد التنجستن، بحيث يتم من خلالها نقل التيار الكهربائي؛ أي نقل الإلكترونات.
- طبقة من المغنيسيوم، أو الألمنيوم وتسمى هذه الطبقة (الآخذة للإلكترونات) وتمثل القطب الثاني.
- أسلاك موصلة للتيار بين القطبين.
أمّا عن معايير تصميم الخلية الكهروضوئية فهي ما يأتي:
- تُستخدم الأسلاك لضمان استمرارية سريان التيار بين القطبين.
- تمثل الطبقة الفعالة الطبقة الموصلة؛ حيث تتكون من مادة عالية الكفاءة للتوصيل.
- تتميز الخلايا الكهروضوئية العضوية بأنّها رقيقة، ومرنة.
- تتكون الخلايا الكهروضوئية العضوية من جزيئات صغيرة عضوية ناقلة للتيار الكهربائي.
- تتميز المواد العضوية المستخدمة في هذه الخلايا بأنها رخيصة وصديقة للبيئة.
مبدأ عمل الخلية الكهروضوئية العضوية
سأوضّح لك مبدأ عمل هذه الخلية لتكون عملية التصنيع واضحة لديك:
- عند تعرض القطب المانح للإلكترونات للضوء، فإنّ الضوء يُحرر الإلكترونات من هذه الطبقة مما يولد ثغرات موجبة الشحنة في الطبقة المانحة.
- وهنا يأتي دور الطبقة الفعالة التي تتكون من عنصر الكربون والتي تحتوي أيضاً على ثاني كبريتيد التنجستن، حيث تنقل الإلكترونات من الطبقة المانحة إلى الطبقة الآخذة المكونة من الألمنيوم، أو المغنيسيوم، أو الكالسيوم.
ومن الجدير بالذكر أنّ الخلية الكهروضوئية العضوية (OPV) هي خلية لتوليد الطاقة الكهربائية، حيث تقوم بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، وتستخدم لذلك ألواحاً بلاستيكية للطاقة الشمسية، حيث تستغل هذه الخلايا مصادر الطاقة المتجددة كالشمس لتوليد الطاقة الكهربائية.
وتتكون هذه الخلايا من بوليمرات غنية بالكربون، وتصنّع من الإلكترونات العضوية، حيث تُعتبر المواد العضوية مواد جيدة لامتصاص الضوء ونقل التيار الكهربائي؛ بسبب التهجين الذي يحدث لذرات الكربون عند تعرضها للضوء، وتتكون هذه الخلايا من طورين أحدها مانح للإلكترونات والآخر آخذ للإلكترونات.
62 مشاهدة
