اكتشاف نوع جديد من الخلايا الشمسية.. استغرق البحث عامين ومشاركة مصرية وسعودية
د. محمود الدماصي، طالب دكتوراة بمعهد هيلمهولتز برلين للطاقة والمواد بألمانيا، وهو باحث مصري، خريج البرنامج الرئاسي لتدريب الشباب على القيادة PLP، يوضح أن هناك نوع جديد من أنواع الخلايا الشمسية اسمه “برفسكيت سولار سيل” Perovskite solar cells، إشارة لاسم عالم معادن روسى اسمه ليف بيرفسكي، تم اكتشافه عام 2009، وأن أول خليه شمسية حقيقية تم تنفيذها فيه كانت فى 2011 وبسرعة كبيرة جدا ارتفعت كفاءة هذه الخلايا من 3% تقريبا فى 2011 لما يقرب من 26% حاليا.
ولتصور سرعة تطور هذا النوع، فلك أن تتخيل أن خلايا السيليكون، المنتشرة حاليا في كثير من الأماكن، استغرق تطويرها نحو 50 سنة؛ لتصل لنفس الكفاءة، في حين تمتاز الخلايا المكتشفة حديثا “البرفسكيت” بسهولة التصنيع ورخص التكلفة، غير أن عمرها قصير مقارنة بالسيليكون.
آلاف الأبحاث وتطوير مستمر:
وعن الخواص المذهلة لمواد البرفسكيت وكفائتها العالية جدا، باعتبارها مادة كهروضوئية، يوضح الدماصي أن ذلك شجع عددا كبيرا من الباحثين والعلماء على التركيز عليها والعمل على تطويرها، حتى وصلنا حاليا لما يزيد عن 3000 بحث منشور فى السنة وأكثر من 20 ألف بحث بشكل عام، وهو رقم مذهل وفوق طاقة أى باحث أن يقرأ ويتابع هذا الكم الرهيب من الأبحاث، وبالتالى فالباحثون في هذا المجال غير قادرين على متابعة كل التطورات في هذا المجال.
باحث سويدى متميز جدا يدعى “جيسبر جاكوبسون” (المؤلف الأول على البحث)، قرر يعمل قاعدة بيانات مفتوحة المصدر ومتاحة أونلاين يجمع فيها كل البيانات التقنية والفنية لكل خلية شمسية تم تنفيذها في هذا المجال، بدءا من أول 2020 (سنة الدراسة)، بمشاركة المجموعات البحثية الكبرى فى المجال وقدم محاضرات حاول يجمع فيها الناس ويقنعهم بالفكرة.
ويضيف الدماصي: “وبالفعل اقتنع عدد كبير من الطلاب والباحثين بالفكرة، (كنت واحد منهم) وانضموا للمشروع بين نهاية 2019 وحتى منتصف 2020 أقدم حوالى 75-80 طالب دراسات عليا وباحث ما بعد الدكتوراة على قراءة أكثر من 20 ألف بحث ببياناتهم الإضافية ومراجعة كل محاولة بحثية فى المجال وكل خلية شمسية نفذت بإجمالى 42200 خلية شمسية وتنظيم بياناتهم فى شيتات إكسيل مجهزة مسبقا لهذا الغرض”.
42 ألف خلية إكسيل وكتيبة عمل:
الدماصي يتابع: “لتتخيلوا الموضوع وكمية البيانات المطلوبة لكل خلية من 42 ألف خلية استغرق البحث وقتا وجهدا كبيرين، في 200 بحث، حتى يخرج البحث للنور”
ما أهمية الموضوع؟
الدماصي يؤكد مهم أن المجال ينتشر بسرعة كبيرة للغاية، ولذلك حاولنا تيسير القدرة على استخراج معلومات نادرة جدا بمجرد ضغطة زر، لم يكن ذلك متاحا إلا بقراءة فوق 20 ألف بحث وهذا مستحيل، وبالتالى حققنا إنجاز كبير بإتاحة هذه المعلومات، التي تعتبر منجم ذهب لمن يعمل في مجال تعلم الآلة وتدريب اللوغاريتمات على استخراج البيانات المهمة.
خدمة للباحثين وأبواب علمية جديدة:
يشير الدماصي إلى أن قاعدة البيانات التي أطلقت مؤخرا، ستوفر بسهولة لكل الباحثين خريطة واضحة جدا للمجال، وبالتالى يمكن بسهولة معرفة النقاط التي لم ينفذ عليها بحوث بشكل كاف، وكذلك المواد والتجارب التى حققت أفضل النتائج وأسواها، وبالتالى يمكن بسهولة تحديد موضوعات ومجالات بحثية جديدة.
اهمية التكامل البحثي:
يؤكد الدماطي أنن المشروع يبرز أهمية التكامل البحثى وتجميع الجهود بين المجموعات البحثية لعمل مشاريع كبيرة، وأن النجاح فى التكامل والمشاركة والتعاون والعمل مع المجموعات القوية والأفكار الجديدة، مضيفا أننا في البيئة العلمية المصرية نفتقد روح التعاون بين الباحثين وللأسف الأجيال القديمة تعكس هذا على الأجيال الجديدة.
شراكة بحثية عالمية وحضور عربي باهت:
يوضح الدماطي أن عدد الباحثين المشاركين في البحث بلغ عددهم 94 يمثلون 51 جامعة معهد بحثى منهم وبكل فخر معهد بحوث البترول المصرى، وجامعة الملك عبد العزيز بالمملكة العربية السعودية، متابعا أن 94 منهم حوالى 75-80 طالب عملوا على استخلاص البيانات في قاعدة البيانات، والبقية هم مشرفو وقادة المجموعات البحثية، وأن الأسماء على البحث مرتبة أبجديا عدا الباحث الأول الدكتور “جيسبر جاكوبسون” والباحث الأخير الدكتورة “إيفا أونجر”.
ويختتم الدماصي قائلا: “سعيد جدا بمشاركتى مؤلفا مشاركا فى أحد أهم الأبحاث اللى اتنشرت السنادى فى مجال مهم جدا وحيوى وهو Perovskite solar cells، والذي تم نشره في مجلة Nature Energy بمعامل تأثير 60.8، وهو تقييم مرتفع..مشروع كبير جدا بقاله سنتين كاملين شغال فيه 94 باحث من 51 جامعة ومعهد بحثى من ضمنهم وبكل فخر معهد بحوث البترول المصرى (الجهة البحثية المصرية الوحيدة والعربية مع جامعة الملك عبدالله بالسعودية)”.
يمكنكم الاطلاع على البحث من هنا