ثول – كان إطلاق الصواريخ مخصصًا للبعثات العلمية النادرة نسبيًا في الفضاء السحيق. ومع ذلك ، فقد أدت الخصخصة الأخيرة إلى دخول حقبة جديدة من السفر إلى الفضاء مع انخفاض حاد في تكاليف النقل مما أدى إلى طفرة في الطلب على الخلايا الشمسية الكهروضوئية منخفضة التكلفة.
استشرافًا لهذا التحول النموذجي القادم في هذا القطاع ، يبحث إركان أيدين الباحث في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية الآن عن نطاق بحث حول الخلايا الكهروضوئية من الدرجة الفضائية.
“نشأت فكرتي من الفضول حول الكيفية التي يمكن بها تشغيل مجموعات الأقمار الصناعية الضخمة إذا ارتفع عدد الأقمار الصناعية بشكل حاد. حتى وقت قريب ، كان العدد الصغير نسبيًا من المهمات الفضائية مدعومًا بالخلايا الكهروضوئية المعقدة والمكلفة حيث لا تمثل الميزانية مشكلة “، كما يقول أيدين.
“تشمل مشاريع الأقمار الصناعية من مجموعة Constellation المقترحة للوصول إلى الإنترنت عبر النطاق العريض إطلاق أكثر من 100000 قمر صناعي إلى مدار أرضي منخفض في الفضاء (17 ضعف إجمالي اليوم) خلال العقد المقبل.”
يقول إنه لا يوجد إمدادات كافية للخلايا الكهروضوئية المطلوبة كما أنها غير مجدية. “على الرغم من أن الخلايا الكهروضوئية الأفضل أداءً اليوم يمكن أن توفر طاقة عالية لكل وحدة وزن ، إلا أنها باهظة الثمن ، وقدرة التصنيع العالمية لن تلبي الطلب.
يقول أيدين: “في عصر الفضاء الجديد ، تتغير المتطلبات الكهروضوئية من تكلفة عالية / طلب منخفض إلى تكلفة منخفضة / طلب مرتفع ، وهو تحول نموذجي”.
منذ انضمامه إلى مختبر ستيفان دي وولف في مركز كاوست للطاقة الشمسية ، لعب أيدين دورًا رائدًا في تطوير التكنولوجيا وإظهار الكفاءة الفائقة للخلايا الشمسية الترادفية القائمة على البيروفسكايت.
في الآونة الأخيرة ، ركزت أبحاث أيدين على الاستقرار التشغيلي طويل المدى وتصنيع الخلايا الشمسية الترادفية. يقول: “لقد أثبتنا جدواها ، ولكن إثبات استقرارها التشغيلي على المدى الطويل هو العقبة المتبقية أمام الارتقاء بالتكنولوجيا”.
وهو يعتقد أن الخلايا الشمسية perovskite-tandem توفر العديد من المزايا لتلبية متطلبات عصر الفضاء الجديد. إنها فعالة للغاية وأرخص بكثير من التقنيات الحالية ويمكن توسيع نطاق تصنيعها بسهولة باستخدام تقنيات عالية الإنتاجية.
يقول أيدين: “يتمثل التحدي الحاسم في تثبيت الخلايا في الظواهر الفضائية التآزرية المتطرفة ، مثل الفراغ العالي ، والإشعاع عالي الجسيمات ، والتغيرات في درجات الحرارة المرتفعة”. “سيؤدي تحقيق هذا الهدف إلى العديد من الاستكشافات في مجال الخلايا الكهروضوئية وتطبيقات الأجهزة الإلكترونية الضوئية الأخرى.”
ينسب أيدين الفضل إلى بيئة العمل متعددة التخصصات في مركز كاوست للطاقة الشمسية لتغيير الطريقة التي ينظر بها إلى المشكلات العلمية. يقول أيدين: “الخبرة التي طورتها على مدى السنوات السبع الماضية ، تضعني بشكل مثالي على التحدي المتمثل في هذا المشروع الجديد”.
“لقد مكنتني التسهيلات العظيمة في جامعة الملك عبدالله من إجراء أبحاث كهروضوئية متطورة. يُعد المناخ الحار والمشمس في المملكة العربية السعودية مكانًا رائعًا لمراقبة سلوك خلاياي الشمسية في العالم الحقيقي وإعدادها وفقًا لمعايير الصناعة “.
يؤمن أيدين “بالقوة السحرية” للعمل الجماعي والتعاون الدولي. “لقد أتيحت لي الفرصة للتعاون مع كبار الباحثين في العالم والجامعات الكبرى الأخرى. لقد كانت فرصة عظيمة لإنشاء شبكة عالمية.
“هدفي على المدى الطويل هو تطوير الخلايا الكهروضوئية الواقعية والفائقة الكفاءة لتلبية احتياجات العالم المتغيرة ديناميكيًا.”
دي وولف مليء بالإعجاب لأيدن. يقول “إركان هو باحث شاب لامع وقد قدم بالفعل مساهمات كبيرة في مجال الخلايا الكهروضوئية البيروفسكايت”.
حصل أيدين على منحة بدء مهمة من مجلس البحوث الأوروبي لتنفيذ مشروع INPERSPACE الخاص به. وهو أول باحث في جامعة الملك عبدالله يحصل على المنحة المرموقة. المنح شديدة التنافسية ، والتي تدعم الباحثين في بداية حياتهم المهنية لإنشاء فرقهم الخاصة ، توفر التمويل لمدة خمس سنوات. في أواخر عام 2023 ، سيسافر أيدين إلى أوروبا لتأسيس مجموعته البحثية الخاصة. – SG
