حقق فريق الأكاديمي لي يونغ فانغ والباحث منغ لي من معهد الكيمياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم تقدماً جديداً في مجال تكنولوجيا الخلايا الشمسية الترادفية من البيروفسكايت والمواد العضوية. وقد بلغت كفاءة التحويل الكهروضوئي المستقرة للجهاز الذي طوروه، بعد اعتمادها من جهة خارجية، 28.04%، محطماً بذلك الرقم القياسي العالمي لكفاءة التحويل الكهروضوئي لهذا النوع من الأجهزة.

تعتمد الخلايا الشمسية التقليدية أحادية الوصلة على مادة ماصة للضوء واحدة فقط، مما يجعل من الصعب عليها الاستفادة بكفاءة من الفوتونات ذات الطاقات المختلفة. أما الخلية الشمسية الترادفية من البيروفسكايت والمواد العضوية التي طورها الفريق، فهي تدمج مادتين ضوئيتين معاً، مما يسمح بامتصاص أشعة الشمس بشكل طبقي، وبالتالي تحقيق كفاءة تحويل كهروضوئي أعلى من الناحية النظرية. بالإضافة إلى ذلك، تتميز هذه الخلايا الجديدة بخصائص الرقة والخفة والمرونة، مما يجعلها واعدة للاستخدام في المستقبل في تطبيقات تتطلب وزناً خفيفاً، مثل تكامل المباني مع الخلايا الكهروضوئية، ومصادر الطاقة المحمولة، والأجهزة القابلة للارتداء، والطائرات بدون طيار، وإمدادات الطاقة الفضائية.

ولمعالجة العيوب السابقة في الخلايا الشمسية الترادفية من البيروفسكايت والمواد العضوية، مثل تدهور الأداء وعدم كفاية الاستقرار، قام فريق البحث بإدخال جزيء مضاف جديد يُعرف باسم TDB، مما أتاح تحقيق تنظيم شامل لدورة حياة الجهاز بدءاً من مرحلة التصنيع وحتى مرحلة التشغيل. وقد وفر ذلك استراتيجية فعالة لمعالجة نقاط الضعف التقنية لهذا النوع من الأجهزة. نُشرت هذه النتائج في 13 يوليو في المجلة الأكاديمية الدولية "Nature".

بعد اعتمادها من جهة خارجية، بلغت كفاءة التحويل الكهروضوئي المستقرة للخلية الشمسية الترادفية من البيروفسكايت والمواد العضوية المحضرة باستخدام هذه التكنولوجيا 28.04%، محققة بذلك رقماً قياسياً عالمياً جديداً. كما أظهرت استقرارية الجهاز أداءً جيداً نسبياً، حيث تمكن من الاحتفاظ بنسبة 90% من كفاءة التحويل الكهروضوئي الأولية بعد 625 ساعة من العمل المستمر تحت الإضاءة. في المستقبل، من المتوقع أن توفر هذه الخلايا الشمسية الجديدة ضمانات للطاقة في مجالات مثل المباني الأرضية، والنقل، والأجهزة الذكية القابلة للارتداء، والأقمار الصناعية وغيرها من المجالات الفضائية.