اكتشافٌ جديدٌ يحسم جدلًا قديمًا حول المواد الكهروضوئية!

اكتشافٌ جديدٌ يحسم جدلًا قديمًا حول المواد الكهروضوئية!

الهاليدات العضوية الفلزية ذات الهيكل البيروفيسكيتي Organometallic Halide Perovskites هي إحدى المواد الكهروضوئية المستخدمة في مجال الخلايا الشمسية. تتميز هذه المادة بكفاءة عالية، وقد افترض الباحثون سابقًا أن سببها ظاهرة فيزيائية تُعرَف باسم (تأثير راشبا Rashba effect). ولطالما اعتُبِر هذا التفسير مثيرًا للجدل، إذ لم يكن هنالك دليل واضح عليه في هذه المواد.

مضى عقدٌ على دخول الهاليدات العضوية الفلزية البيروفيسكيتية مجالَ تطبيقات الخلايا الشمسية، وسرعان ما شغلت هذه الهاليدات حيّزًا من التطبيقات المختلفة المرتبطة بالفوتونات، كجمعها وتوليدها ورصدها أو التحكم بها، إضافة إلى إمكان استخدامها في وسائل النقل الإلكترونية. وإن سبب الاهتمام بهذه المواد هو كونها تَجمَع بين توفير الطاقة اللازمة لتشغيلها من جهة، وكلفة تصنيعها الرخيصة من جهة أخرى.

وقد عزا الباحثون خصائص هذه الهاليداتِ المميزةِ إلكترونيًّا ومغناطيسيًّا وبصريًّا، إلى ظاهرة فيزيائية تُعرَف باسم تأثير راشبا، إلا أن هذا التفسير كان نظريًّا بحتًا يفتقر إلى الأدلة التجريبية، حتى حسمت تجربة حديثة الجدل لتؤكد وجود الظاهرة في هذا النوع من الهاليدات. ­فقد رُصِدت هذه الظاهرة مؤخرًا في أحد المختبرات التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية، داخل مادة كهروضوئية ذات هيكل بيروفيسكيتي، عبر استعمال رشقات ضوئية ذات موجات ميكروية قصيرة.

وأوضح الفيزيائي وانغ، أحد المشاركين في هذا البحث قائلًا: «من خلال توجيه حركات الذرات والإلكترونات بوساطة رشقات سريعة في نطاق التيراهرتز، تمكّنا من اكتشاف وجود تأثير راشبا الذي يصعب رصده بسبب التقلبات العشوائية على مستوى الذرات».

نُشِرَ البحثُ الحديث في «Physical Review Letters»، وقد اشترك فيه باحثون من جامعتَين أمريكيتين وجامعة صينية.

أعدّه: منى البدوي.
راجعه: أ. عبد الله عمار.
دققه لغويًّا: الطاهر الحاج زين.

المصدر:
https://phys.org/news/2020-04-discovery-long-standing-debate-photovoltaic-materials.html