ألواح شمسية خاصة لاستكشاف الفضاء
يعمل علماء روس من المركز الفيدرالي للبحوث الكيميائية الفيزيائية والكيمياء الطبية التابع للأكاديمية الروسية للعلوم وجامعة الأورال الفيدرالية، على تطوير عناصر شمسية مرنة قادرة على تحمّل الإشعاع الكوني والحفاظ على كفاءتها لفترات طويلة.
-
خلايا بيروفسكايت شمسية (الصورة من إيكونوميك تايمز)
يطوّر علماء في روسيا ألواحاً شمسية من "البيروفسكايت"، والتي تبشّر بإحداث ثورة في إنتاج الطاقة، حيث تحوّل هذه الألواح ضوء الشمس بكفاءة إلى كهرباء، وهي أخفّ وزناً، وتتميّز بمقاومة عالية للإشعاع، وهو أمر بالغ الأهمية للاستخدام في ظروف الفضاء.
و"البيروفسكايت" هو مادة شبه موصلة ذات بنية بلورية خاصة. اكتُشفت للمرة الأولى عام 1839 وسمّيت على اسم عالِم المعادن الروسي ليف بيروفسكي.
ويعمل فريق البحث الروسي على تحسين المواد لزيادة عمرها الافتراضي ومتانتها في مواجهة الإشعاع الكوني الشديد، وتعدّ خلايا البيروفسكايت الشمسية بديلاً ناشئاً للألواح التقليدية المصنوعة من السيليكون، والتي تهيمن حالياً على أكثر من 85% من السوق.
Chinese researchers have developed a tin-based perovskite solar cell that achieves record-breaking power conversion efficiency of 17.7 percent, the highest known level for such cells to date, while eliminating environmental and health risks. The breakthrough, published in… pic.twitter.com/qoBFaabbET
— China Science (@ChinaScience) October 17, 2025
واليوم، تتجاوز كفاءة ألواح البيروفسكايت 26%، مقاربة تقريباً بكفاءة ألواح السيليكون، إلا أنّ إنتاجها أرخص وأكثر مراعاةً للبيئة.
ومن أبرز عيوبها سرعة تحلّلها تحت تأثير الضوء والأكسجين والحرارة. أما في الفضاء، حيث يغيب الأكسجين وتكون تقلّبات درجات الحرارة قصيرة، فإنّ هذه المشكلة أقلّ أهمية، وتصبح مقاومة الإشعاع المؤين أمراً بالغ الأهمية. هذه الخصائص تجعل ألواح البيروفسكايت واعدة بشكل خاص للرحلات الفضائية، بحسب ما ورد في بوابة روسيا العلمية "سايينتيفيك روسيا".
تطوير عناصر شمسية مرنة
ويعمل علماء روس من المركز الفيدرالي للبحوث الكيميائية الفيزيائية والكيمياء الطبية التابع للأكاديمية الروسية للعلوم وجامعة الأورال الفيدرالية، على تطوير عناصر شمسية مرنة قادرة على تحمّل الإشعاع الكوني والحفاظ على كفاءتها لفترات طويلة. ومن أهمّ التطوّرات إضافة معدن "اليوروبيوم" إلى المواد، ما يعزّز ثباتها الضوئي ومقاومتها للإشعاع بمقدار 1.5 إلى 2 مرة.
اقرأ أيضاً: الطاقة الشمسية: بديل.. ولكن
يمكن لهذه الألواح العمل من دون تدهور كبير لمدة تتراوح بين سنتين و 3 سنوات، وهو عمر افتراضي مماثل لعمر ألواح السيليكون في ظروف الفضاء.
Why Space-to-Space Power Is Gaining Traction
— Fin.Edu.Biz (@bizyuw) November 7, 2025
With companies like $GOOG (Project Suncatcher) and $NVID (Starcloud satellite GPU) pushing AI compute into orbit, the need for reliable, scalable energy distribution in space is becoming urgent. Traditional satellites operate… https://t.co/8peTWQhp8c pic.twitter.com/itlh85N1E6
وتشمل طريقة فعّالة أخرى، الاستبدال الجزئي للرصاص في البيروفسكايت "بأيونات الكالسيوم" و"السترونشيوم" و"الباريوم"، ما يعزّز مقاومتها للضوء وجرعات إشعاع غاما الشديدة.
كما يستخدم إنتاج ألواح البيروفسكايت في روسيا تقنيات طباعة الأغشية الرقيقة الحديثة، المشابهة للطباعة النافثة للحبر، ما يبسّط العملية ويقلّل تكلفتها بشكل كبير مقارنة بتقنيات السيليكون.
A group of Russian researchers from ITMO University and the Ioffe Institute, with the participation of colleagues from China (Harbin Engineering University), has presented the first perovskite memristor, which combines high stability, ultra-low power consumption,
— Neznakomaya❤🇷🇺 (@TomatkaP) November 6, 2025
🧵 pic.twitter.com/yEpt0ML6xu
اقرأ أيضاً: هل يمكننا حصاد الطاقة الشمسية من الفضاء؟
وتتجلّى مزايا ألواح البيروفسكايت الشمسية للفضاء بوضوح: كفاءة عالية، وزن خفيف، قدرة تحمّل محسّنة للإشعاع، وتكاليف تصنيع أقلّ، وتواصل فرق البحث الروسية اختبار هذه التقنيات وتحسينها، استعداداً لإطلاق أوّل ألواح البيروفسكايت في الفضاء خلال بضع سنوات، ما قد يعزّز مكانة روسيا في تكنولوجيا الفضاء والطاقة المتجدّدة.
