"יציבים ויעילים יותר": התאים הסולאריים שפותחו בעברית

תאים סולאריים יציבים יחסית לעומת תאים סולאריים שהיו קיימים עד כה פותחו במעבדתו של פרופ' ליעוז אתגר מהמכון לכימיה באוניברסיטה העברית בירושלים. באוניברסיטה אמרו כי התאים שפותחו עשויים להוביל לשינוי דרמטי בשימוש העולמי באנרגיה סולארית ובעקבות כך להוזלת עלויות משמעותית בתחום ניצול אנרגיית השמש. עבודת המחקר פורסמה בכתב העת המדעי "Nano letters".

הסטודנטים שסייעו במחקר: מימין לשמאל שורה עליונה - רבי מיסרה, איוון טוגוב, איתן אביגד, אבי שניידר, סתיו רחמני, בת-אל כהן, ליאור יגר. שורה תחתונה מימין לשמאל - טל בנימין, אדווה שפץ, שיר יודקו, סיגלית אהרון, רחל בן זקרי, דניאל אמגר(צילום: האוניבסיטה העברית)

השמש הינה מקור בלתי נדלה של אנרגיה, אלא שכיום נעשה שימוש קטן מאוד באנרגיית השמש להפקת חשמל. מחקרים מצאו כי במשך שעה אחת מספקות קרני השמש אנרגיה שוות ערך לאנרגיה המיוצרת מכל הדלקים בעולם במשך שנה אחת. הפער האדיר בין השימוש הקיים באנרגיית השמש לבין הפוטנציאל הלא מנוצל שלה מעודד חוקרים רבים לחשוב על דרכים בניסיון למצוא פתרונות יצירתיים.

לאחרונה נראה כי נמצא חומר, שיכול לשנות את ההתייחסות והשימוש באנרגיה סולארית ולהפכה לברת השגה. מעבדתו של פרופ' אתגר מהאוניברסיטה העברית מתמקדת כבר למעלה משבע שנים בחקירת חומר הנקרא פרובוסקייט (Perovskite), שהינו חומר היברידי אורגני - אי אורגני, בעל תכונות אטרקטיביות לשימוש בתאים סולאריים והתקנים אופטו-אלטרונים. הפרובסקייט יעיל מאוד בבליעת אור השמש, אינו יקר ופשוט להכנה, דבר המקנה לו יתרונות משמעותיים בשימוש בתאים סולאריים. בשנים האחרונות אירעה פריצת דרך בתחום התאים הסולאריים כאשר נעשה שימוש בחומר הפרובוסקייט, אשר איפשר להגיע ליעילויות של מעל ל-24 אחוז תוך מספר שנים. באוניברסיטה העברית אומרים כי יעילות זו הינה בין הגבוהות בכל טכנולוגיות התאים הסולאריים.

פרופ' ליעוז אתגר (צילום: דניאל חייקלסון)

בנוסף לכך, קבוצת המחקר של פרופ' אתגר המשיכה ופיתחה את הפרובסקייט ויצרה פרובסקייט דו-ממדי. הפרובסקייט הדו-ממדי יציב יותר מהפרובסקייט שהיה בשימוש עד כה בתאים הסולאריים. נושא היציבות של התאים הסולאריים הינו חשוב ביותר, על מנת שטכנולוגיה זו תוכל להיות ממוסחרת. במעבדה הצליחו החוקרים להטמיע את הפרובקייט הדו-ממדי בתא הסולארי וכתוצאה מכך התקבלה יעילות גבוהה של התאים, יציבותם השתפרה ועלותם הכללית ירדה משמעותית.

"החידוש במחקרנו הוא הצלחתנו לשפר ולהנדס את הפרובסקייט הדו-ממדי, ביצענו שינויים כימיים ופיזיקליים בחומר כדי שיהיה יותר יציב בתא הסולארי, יעיל יותר ובכך נפתחו בנוסף גם אופציות לאפליקציות חדשות. לדוגמה, תאים סולאריים מבוססי פרובסקייט יוכלו לעזור בעיקר להקמת קולטים סולאריים במדינות מהעולם השלישי, לשימוש בחממות ואפילו כחלונות מייצרי חשמל בבניינים, ויהיו בעתיד במחיר שווה לכל נפש", אמר פרופ' אתגר.

כחלק מההוקרה על עבודה זו, תזכה הדוקטורנטית בת-אל כהן - שעבדה בהנחייתו של פרופ' אתגר - בפרס "קיי" להמצאות ולחדשנות המוענק מדי שנה מאז 1994 במהלך אירועי חבר הנאמנים.