الرئيسية / الطاقة المتجددة / براءات اختراع لباحث يمني بمجال الطاقة الشمسية
الطاقة الشمسية
الدكتور ذمرين تمكن من خلال اختراعه من رفع الكفاءة العملية للخلية الشمسية إلى 36% مقارنة بـ23% حاليا (الجزيرة)

براءات اختراع لباحث يمني بمجال الطاقة الشمسية

‏*عمر الحياني – الجزيرة ‏

تمكن الباحث اليمني المقيم في‎ ‎اليابان‎ ‎الدكتور مروان‎  ‎ذمرين من تسجيل براءات اختراع جديدة في ‏مجال دمج بلورات الطاقة الشمسية ورفع كفاءة الخلايا الهجينة إلى أكثر من 30‏‎%.‎

ويعتمد الاختراع الجديد على طريقة مبتكره طورها الباحث ذمرين تقوم على إنتاج بلورات ‏الجرمانيوم-سليكون على سطح السليكون، وبأقل عيوب بلورية وبسمك يتعدى الستة ميكرومترات ‏مقارنة بأقل من ميكرون واحد للطرق الأخرى.‏

ويوضح الدكتور ذمرين الباحث في جامعة طوكيو للزراعة والتكنولوجيا باليابان سابقا ورئيس وحدة ‏الطاقة الشمسية في إحدى الشركات اليابانية في حديث خاص للجزيرة نت أن هذه الطريقة ‏‏”ستفتح  أبوابا واسعة لدمج الخلايا الشمسية التي كانت حكرا على استخدامات الفضاء مع خلايا ‏السليكون الرخيصة بحيث تصل كفاءة الخلايا الهجينة إلى أكثر من ٣٠٪”.‏

وتنقسم الخلايا الشمسية إلى عدة أنواع، أهمها المصنوعة من بلورات السليكون وتشكل نحو 90٪ من ‏الإنتاج العالمي، وتتميز هذه الخلايا بتكلفتها الاقتصادية المنخفضة، إذ لا تتجاوز تكلفة خلية ‏قطرها 66 بوصة (نحو 1.68 متر) الدولارين.‏

وتظل الخلية الشمسية محدودة الكفاءة في تحويلها الضوء إلى طاقة، فنظريا يقدر مستوى الكفاءة بنحو ‏‏٢٩٪، وعمليا لم تصل أقصى كفاءة للخلية الشمسية في معامل المختبرات ٢٥٪ إلى نهاية التسعينيات ‏من القرن الماضي، واستغرق الباحثون أكثر من عقد آخر ليصلوا إلى ٢٦٪ في أحسن المختبرات ‏العلمية بينما الكفاءة في أفضل المصانع الحديثة لا تتعدى ٢٣٪.‏

 

الباحث ذمرين‎ (‎يسار‎) ‎وبجواره مؤسس ورئيس شركة ترينا الشمسية المحدودة جيفان غاو‎ -الجزيرة
الباحث ذمرين‎ (‎يسار‎) ‎وبجواره مؤسس ورئيس شركة ترينا الشمسية المحدودة جيفان غاو‎ -الجزيرة

ويقول ذمرين يوجد نوعا أفضل من الخلايا الشمسية يتكون من مجموعتي الجدول الدوري الثالثة ‏والخامسة وتسمى أشباه الموصلات المركبة من الجاليوم أرسنايد والأنديوم فوسفور والتي تتميز بقدرة ‏أكبر من خلايا السليكون على امتصاص كل الطيف الضوئي، وبالتالي تصل كفاءة تحويلها الطاقة من ‏الضوء نظريا إلى نحو ٥٠٪ وعمليا إلى ٣٦٪.‏

ويضيف أن تلك الخلايا تستخدم غالبا في صناعة الأقمار الصناعية وتبلغ تكلفتها الاقتصادية أكثر من ‏خمسمئة دولار للخلية إذا ما تم تصنيعها على رقائق الجرمانيوم أو الجاليوم أرسنايد ذات مساحة ‏مساوية لخلايا السيلكون ذات الست بوصات (15.12 سنتمترا) وباستخدام تقنية “أم أو سي ڤي دي” ‏التي يتم فيها تبخير المعادن من مركبات عضوية غازية عند درجة حرارة معينة، وتستقر هذه الأبخرة ‏على سطح الرقيقة وفق تناسق منظم بناء على البعد البلوري لكل مادة.‏

في العقود الماضية بذلت جهود حثيثة لاستخدام هذه الطريقة ولكن على رقائق السليكون، ونظرا ‏لاختلاف البعد البلوري بين السليكون والجرمانيوم أو الجاليوم أرسنايد فان البلورات الناتجة تتميز غالبا ‏برداءتها واحتوائها على العديد من العيوب.‏

أما الطريقة التي طورها ذمرين فتتميز ببساطتها وقدرتها على إنتاج بلورات الجرمانيوم-سليكون على ‏سطح السليكون بأقل عيوب بلورية وبسمك يتعدى الستة ميكرومترات مقارنة بأقل من ميكرون واحد ‏للطرق الأخرى.‏

 

‎ ‎

ذمرين حاصل على ثلاث براءات اختراع وله خمس أخرى قيد التسجيل‎ -‎الجزيرة
ذمرين حاصل على ثلاث براءات اختراع وله خمس أخرى قيد التسجيل‎ -‎الجزيرة

يذكر أن الباحث ذمرين قد حصل على ثلاث براءات اختراع سابقا من ضمن ثمانٍ قيد التسجيل، كانت ‏الأولى في يونيو 2010 في مجال إنتاج الخلايا الشمسية ذات القطبية السالبة، بينما حصل على براءتي ‏الاختراع الأخيرتين خلال عامي 2012 و2013 على التوالي في مجال صناعة موصلات الخلايا ‏الشمسية والمركبات الموصلة للخلايا.‏

وسجل الباحث براءات اختراعاته لدى مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية في الولايات ‏المتحدة، واليابان وألمانيا والصين بالاشتراك مع جامعة طوكيو للزراعة والتكنولوجيا الموفد إليها من ‏جامعةصنعاء، وبالاشتراك مع شركات يابانية ستتولى تصنيع رقائق السليكون والسليكون جرمانيوم ‏الهجينة وبيعها.

‏________________

شاهد أيضاً

53212137476_7c1afba59b_c

منتدى هايدلبرج الدولي للرياضيات وعلوم الكمبيوتر يحتفل بالذكرى العاشرة لتأسيسه

عبدالرحمن أبوطالب – هايدلبرج انطلقت اليوم الأحد في مدينة هايدلبرج الألمانية فعاليات منتدى هايدلبيرج الدولي …