لا داع بعد اليوم لكي تكون ألواح تجميع الطاقة الشمسية ظاهرةً بلونها الأزرق الداكن على السطوح من حولنا؛ فبفضل جهود الباحثين في جامعة ميشيغان Michigan State University (MSU) تم تطوير لواقط شمسية شفافة تحت اسم (LSC) يمكنها أن تطبق على النوافذ أو أي سطحٍ آخر.
ومع أن تقنية (LSC) ليست بالأمر الجديد؛ إلا أن الجانب الشفاف من التقنية هو كذلك، فقد جاءت نتائج المحاولات السابقة لذلك غير كافية وباستخدام مواد ذات ألوانٍ فاقعة، وهو الأمر الذي حرّض الباحثين العاملين على ابتكار الجانب الشفاف؛ أو كما يشرح الباحث ريتشارد لنت Richard Lunt _البرفسور المساعد في الهندسة الكيمائية وعالم المواد في MSU، أن “لا أحد يود أن يجلس من وراء زجاجٍ ملون”.
وقد قام الباحثون المطورون بالوصول إلى هذه النتيجة المبتكرة من خلال استهداف أطوال أمواج من نور الشمس غير موجودة في الطيف المرئي. حيث تستخدم تقنية الـ LSC جزئيات عضوية صغيرة لالتقاط أطوال الأمواج فوق البنفسجية والقريبة من تحت الحمراء، والتي بدورها تعطي فيما بعد “وهجاً” على طول أمواج أخرى في مجال تحت الحمراء.
ويتم توجيه هذا “الوهج” من الأشعة تحت الحمراء إلى حافة البلاستيك، حيث يتم تحويلها بواسطة شرائط رفيعة من الخلايا الضوئية إلى كهرباء.
وحالياً تقوم تقنية الـ LSC الشفافة بإنجاز كفاءة تحويل شمسية بما يقارب الواحد بالمئة في حين تستطيع أفضل تقنية LSC ملونة إنجاز ما يقارب 7%. في المستقبل يتوقع فريق الباحثين أن يطوروا كفاءة إنتاج الطاقة في تقنيتهم إلى ما يتجاوز الـ 5% (في حين تقوم الخلايا الضوئية المتوفرة تجارياً بتوليد ما بين 15 – 20 %).
لتقنية الـ LSC الشفافة عدة فوائد إضافةً إلى السرور الجمالي المتولد عنها؛ فهي أولاً يمكن أن تستخدم في عدة تطبيقات وتمتلك إحتمالية أن تناسب مقاييس التطبيقات الصناعية والتجارية في آنٍ معاً وبكلفةٍ إقتصادية، إبتداءً بالنوافذ وإنتهاءً بشاشات الهواتف النقالة.
ثانياً يمكن استخدام التقنية في إدارة الكسب الحروري بما أنها تستهدف خاصةً أطوال الموجات التحت الحمراء. وبحسب الباحث لنت فإن “هناك أصلاً تقنيات لتغليف النوافذ تهدف إلى استبعاد الأشعة تحت الحمراء كما هي حالة تغيلفات الـ low-E ونهدف نحن بدورنا إلى وظيفةٍ مشابهة وبالوقت نفسه توليد الكهرباء.”
إلى جانب لنت، يتألف الفريق الباحث من يومي زاو طالبة دكتوراة في الهندسة الكيميائية، وعلم المواد وبينجامين ليفي بروفسور مساعد في الكيمياء، وغاريت ميك طالب دكتوراة في الكيمياء.