الاتجاهات الناشئة في تكنولوجيات الأشعة الشمسية المرنة
ثورة تكنولوجيات الأشعة الشمسية المرنة
وتعيد تكنولوجيات السلاسل الشمسية المرنة تشكيل مشهد الطاقة المتجددة عن طريق توفير بدائل للوزن الخفيف، قابلة للتكيف، وناجعة بشكل متزايد للألواح الشمسية الجامدة التقليدية، وخلافاً للوحدات السائلة التقليدية التي تتطلب أطراً زجاجية ثقيلة وهياكل ثابتة للتركيب، فإن الصفوف المرنة يمكن أن تكون ملتوية، أو ملتوية، أو ملتوية على السطح غير النظامي، مما يؤدي إلى حرقة المحاصيل الشمسية في الأماكن التي كانت فيها القدرة على البرمجة.
التطورات الأخيرة في الخلايا الشمسية المرنة
وقد تسارعت وتيرة البحوث في مجال التصوير الفوتوغرافي المرن، مدفوعة بضرورة إيجاد حلول فعالة من حيث التكلفة وذات كفاءة عالية يمكن طباعتها أو تدوينها أو إيداعها في مجموعات فرعية مرنة، وتهيمن أسرتان مايتان على الميدان: المزخرفات وشبه الموصلات العضوية، ويجلب كل منهما مزايا متميزة وتحديات مستمرة، ولكن كلاهما حققا كفاءة قياسية في أماكن المختبرات خلال العام الماضي.
فريقات الطاقـة المرنة ذات القاعدة
وقد اكتسبت خلايا التحلل الشمسي البروفيزي اهتماماً عالمياً بسبب استيعابها الخفيف، وانخفاض تكاليف المواد، والتوافق مع المعالجة القائمة على الحل، وقد بلغت أحدث أجهزة التحلل المتينة من حيث الكفاءة الشمسية أكثر من 24 في المائة في خلايا المناطق الصغيرة، وحافظت الباحثون على تركيبات البوليمرسكي الأساسية المتحركة (100 في المائة)(2).
التصويبات العضوية
وتُستخدم هذه المواد في إنتاج المواد العضوية ذات القدرة الفلكية، وهي مادة ذات قدرة على إحداث زيادة في إنتاج المواد العضوية، وتُستخدم في إنتاج المواد ذات القدرة الفمية، وتُستخدم في إنتاج المواد الخاملة، وتُستخدم هذه المواد في شكل مواد متطورة، وتُستخدم في شكل مواد متطورة، وتُستخدم في هذه المواد في شكل مواد مصممة ذات طابع متطور، وتُثبت هذه الميزات الميكانيكية على نحو غير مكتمل.
الاتجاهات الناشئة والاتجاهات المستقبلية
ويجري تشكيل مسار تكنولوجيا السلاسل الشمسية المرنة من خلال الابتكارات المتعددة التخصصات في المواد والصناعة التحويلية وتكامل النظم، وفيما يلي أربعة اتجاهات رئيسية تحدد المشهد الحالي وتسترشد بالنشر التجاري.
النظم الهجينة: تخزين زائدا
وتتخلل الألواح الشمسية المرنة القائمة على أساس متقطع، ولا سيما في التطبيقات المحمولة أو المدمجة، فإدماج بطاريات الليثيوم الرقيقة أو المكثفات الخارقة مباشرة في نفس النموذج الفرعي المرن، يخلق وحدات طاقة مكتفية ذاتياً يمكنها جمع وتخزين الطاقة في جهاز واحد، كما أن فرق البحث في معهد Fraunhofer Institute [Fracation printed to mm]
تصنيع من طراز " رول إلى "
ومن أجل تحقيق التكافؤ بين تكاليف السوق الجماعية وبين الألواح الصلبة، يجب أن يتضخم الإنتاج دون التضحية بالأداء، كما أن المعالجة من طراز R-2R، التي تستخدم بالفعل في الأفلام التصويرية والإلكترونيات المرنة، ستتم تكييفها من أجل إنتاج البروفسكي والفولط المزود بالكهرباء، وفي هذه الطريقة، فإن نظاما فرعياً يتسم باستمرار من خلال محطات التصفيق أو الطباعة التي تُودع الطبقات العاملة بالسرعة التي تتجاوز 10 مترات.
تعزيز دورية الظروف الحقيقية في العالم
كما أن الخلايا الشمسية المرنة يجب أن تتحمل الإجهاد الميكانيكي، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية، والتقلبات الحرارية، والرطوبة التي يمكن أن تكون قابلة للبقاء خارج المختبر، كما أن النُهج الجديدة للتكدس - مثل اللامحات الزجاجية المرنة، والأفلام الحاجزية التي تستخدمها الطوابق الذرية - التي تُظهر الآن أن طبقة السقف المرنة - 90 قد امتدت إلى أكثر من 000 5 ساعة دون حدوث تحلل كبير.
التكامل مع الأجهزة المتولدة عن اليوت والنبائط الذكية
إن انتشار أجهزة شبكة إنترنت الأشياء - من المواخير الذكية والمجسات اللاسلكية إلى أجهزة الرصد البيئي والطائرات غير المبثورة الزراعية - يخلق سوقا طبيعية للخلايا الشمسية المرنة، ولأن هذه الأجهزة تعمل عادة في بيئة منخفضة الطاقة (النمو إلى مذيبات) وكثيرا ما توضع في مناطق يصعب فيها الوصول إلى البطاريات، فإن الجمع بين الطاقة الشمسية هو متغير للملابس.
التحديات التي تواجه الأشعة الشمسية المرنة
Additionally progress, commercial deployment of flexible solar technology faces several hurdles. Elifeiciency parity with rigid silicon remains elusive: while laboratory cells have reached high numbers, commercial modules typically operate at 12 -18% efficiency, versus 20 -23% for mainstream silicon panels.
الطريق: نظرة الأسواق والتبني
ومن المتوقع أن تنمو سوق الجاهزة العالمية للطاقة الشمسية المرنة من حوالي 1.5 بليون دولار في عام 2024 إلى ما يزيد على 8 بلايين دولار بحلول عام 2032، وفقاً لمحللي الصناعة في بحوث الأسواق المتحالفة . وتشمل قطاعات النمو الرئيسية مواد التجميل المدمجة في هانا، حيث تحل الألواح المرنة محل مواد السقف والأحاف الضوئية المستثمرة؛
وفي الأجل القريب، لن تُنزع صفائف الطاقة الشمسية المرنة تماماً من الألواح التقليدية - النمائط التي تستخدم في النسيج على نطاق واسع والتي يقل فيها وزنها وشكلها، غير أنه في التطبيقات التي تتطلب مرونة أو وزناً منخفضاً أو إدماجاً في الهياكل القائمة، فإن هذه التكنولوجيات الناشئة توفر قيمة فريدة، ونظراً لأن مستويات التصنيع والقابلية للاستمرارية للتحسين، فإن الطاقة الشمسية المرنة ستتحول إلى عنصر رئيسي في التحول العالمي للطاقة، مما يتيح الطاقة الشمسية في أماكن كانت في السابق مستحيلة.
ويعود الجمع بين كفاءة عالية في مجال البروفسكي، وطابعية OPV، وصناعة R2R بكفاءة، وتكامل إيوت بمستقبل لا تكون فيه الطاقة الشمسية مجرد حل مهيمن وإنما جزء غير مرئي ومضمون من البيئة المبنية والمتنقلة، ومع استمرار الاستثمار والبحث، فإن رؤية جمع الطاقة الشمسية المنصفة والمرنة تتحرك باطراد من النموذج الأولي إلى المنتج.