rappe-andrew-solar-cells-teaser

صمّم باحثون في جامعة أوبسالا السويدية خلية شمسية من نوع CIGS قادرة على تحويل الطاقة الشمسية بنسبة 23.64%، متخطية بذلك شركة Solar Frontier اليابانية؛ إذ حققت خلاياها الشمسية من نوع CIGS كفاءة شمسية بنسبة 23.35%.

تلقت تقنيّات الطاقات المتجددة مثل الخلايا الشمسية اهتمامًا واسعًا خاصة بعد سعي العالم لتقليل انبعاث الكربون، لكنها تقدم 6٪؜ فقط من احتياج الكوكب بعد تقليل تكاليف التصنيع والتركيب.

يحوّل السيليكون البلوري الطّاقة بكفاءة تصل إلى 22%، ما يعني الفشل في الاستفادة من نحو 80% من طاقة الشّمس، لكن تعود شعبيته لسعره الرّخيص وعمره الافتراضي الطويل.

تدعو الحاجة إلى الخلايا الشمسية الترادفية كونها تحديثًا تقنيًا ملحًا للخلايا الشمسية. على الرغم من تحويلها للطاقة بكفاءة أكثر من30%، لكن كلفة تصنيع هذه الخلية التي تعتمد على البروفسكيت -نوع من معدن هجين بين الرصاص والقصدير- كانت عقبة لم نتجاوزها حتى الآن.
<h3>ما الخلايا الشمسية CIGS؟</h3>
تعد الخلايا الشمسية CIGS خلايا شمسية مميزة تتضمّن طبقات من عناصر مختلفة منها النحاس، والإنديوم، والغاليوم، والسيلينيد، إضافةً إلى طبقة من الفضّة والصّوديوم معًا.

توضع تلك الطبقات فوق طبقة الموليبدنوم وتحت طبقة شفافة أمامية ملامسة؛ إذ تُعالج طبقة CIGS بفلوريد الروبيديوم، فتتفاعل طبقة الصوديوم الموجودة في الخلية مع الروبيديوم لتكون توازن يسمح للإلكترونات بالانعزال عن بعضها بفاعلية ك، ما يزيد كفاءة الخلية الشمسية.

برهن روّاد الطاقة الشمسية في شركة Solar Frontier اليابانية أن الخلايا الشمسية CIGS تحول الطاقة بكفاءة تتجاوز 23%، ثم حطم رقمهم الباحثون في كل من جامعة أوبسالا، والمركز الأوروبي الأول لتكنولوجيا الطاقة الشمسية برقم قياسي جديد بلغ 23.64%؛ إذ أكد تعاونهم معهد فراونهوفر الألماني لأنظمة الطاقة الشمسية the Fraunhofer ISE.
<h3>فهم الكفاءة المحسّنة للخلية الشمسية:</h3>
يُعد تحسين كفاءة الخلية الشمسية أمرًا دقيقًا؛ إذ يجب أن يضمن تصميم الخلية امتصاصها أكبر قدر ممكن من الطاقة وتحويله إلى شحنة كهربائية بأقل خسارة حرارية ممكنة للطّاقة.

تهدف الطبقات المتعددة في الخلايا الشمسية CIGS إلى تحقيق ذلك المبدأ، لكن يحتاج الباحثون أيضًا إلى فهم كيفية مساهمة العناصر المتنوعة في زيادة الكفاءة، وعليه فقد طبق الفريق مع شركاء من معاهد مختلفة تقنية nano-XRF (التحليل الطيفي الفلوري بالأشعة السينية) على الخلية الشمسية في منشأة ماكس الرابع في مدينة لوند، ليقودوا تحليلًا تركيبيًا للطبقات باستخدام المجهر الإلكتروني النافذ عالي الدّقة لدراسة المقاطع العرضيّة؛ إذ ساعد ذلك على فهم كيفية تشكّل حبيبات الكريستال، وكيفية ترابطها مع طبقات الخلية الشمسية.

فضلًا عما سبق، فقد استُخدم التلألؤ الضوئي لتحديد كيفية تدفق الفوتونات داخليًا بدراسة طيف الضوء المنبعث من الخلية الشمسية بعد التحريض باستخدام الليزر، وستُستخدم كل هذه المعلومات لتحسين أداء خلية CIGS الشمسية.

الجدير بالذِّكر أن تقنية التلألؤ الضوئي لها خصائص تجعلها مناسبة للجزء السّفلي للخلية الشمسية التّرادفيّة.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%D8%A7%D9%84%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9-%D8%A7%D9%84%D8%B4%D9%85%D8%B3%D9%8A%D8%A9-2/">الطاقة الشمسية قد تصبح المصدر الرئيسي للطاقة في العالم</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%D9%87%D9%84-%D8%B3%D8%AA%D9%83%D9%88%D9%86-%D8%A7%D9%84%D8%B3%D9%8A%D8%A7%D8%B1%D8%A7%D8%AA-%D8%A7%D9%84%D8%AA%D9%8A-%D8%AA%D8%B9%">هل ستكون السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية هي سيارات المستقبل؟</a>

ترجمة: مريم ميهوب

تدقيق: ريمي سليمان

<a href="https://interestingengineering.com/energy/solar-cells-efficiency-record">المصدر</a>

علماء سويديون يحطمون الرقم القياسي في كفاءة  الخلايا الشمسية

shutterstockAndrey-Suslov_1960354468

عُرف سابقًا نموذج وحيد للمغناطيسية الحديدية حولنا. تريد تمييز شمالك من جنوبك؟ استخدم بوصلة. تريد إلصاق فاتورة الكهرباء بالبراد؟ ثبتها بزرافة صغيرة ممغنطة على شكل غارفيلد (شخصية كرتونية).

كما هو متوقع، تدخل العلم وعقّد الأمور بإيجاد صنف ثانٍ من النشاطات المغناطيسية.

بُرهن نظريًا وتطبيقيًّا في ثلاثينيات القرن الماضي على وجود المغناطيسية الحديدية المضادة «العكسية»، التي تعرض صفوف دون ذرية مستقرة متحاذية عكسيًا، يلغي التحاذي العكسي قدرتها المغناطيسية، لتكون عدوًا لدودًا لمغناطيس البراد، فتتحول الزرافة الصغيرة إلى قطعة مزعجة بلا فائدة.

أثبت فريق بحثي أوروبي-بريطاني وجود نوع ثالث من المغناطيسية، تتوسط النوعين السابقين وتُسمى المغناطيسية البديلة.

يقول الفيزيائي في الأكاديمية التشيكية للعلوم، توماس يونغفيرت: «المغناطيسية البديلة ليست شيئًا معقدًا بشدة، بل شيء بديهي كان أمام أعيننا لعقود من الزمن دون أن نلاحظه».

توقع يونغفيرت وزملاؤه أن المغناطيسية البديلة تمثل نطاقات طاقة متناوبة من المغناطيسية الحديدية والمضادة التي تلغي بعضها، بينما تحافظ بدرجة صغيرة على مزاياها المغناطيسية الدائمة.

المغناطيس البديل لا يلصق فاتورتك بالبراد، لكن قد يكون شيئًا بالغ الأهمية للصناعة الإلكترونية المستقبلية.

يُعد الغزل خاصية مهمة لكل من المظاهر المغناطيسية الثلاثة، ويوضح نوعًا من العزم الزاوي، هو قوة ضئيلة مطبقة كالتي تنتج عن مغناطيس صغير. لا توصف حركة اللف المغزلي بالسرعة أو البطء، بل بالاتجاه، أو بالمصطلح الشائع: للأعلى أو الأسفل.

تستطيع الإلكترونات الفردية التحرك في كلا اتجاهي اللف المغزلي، مع ذلك، تختلط وتتشوش المجموعة المُلتفة بلا اتفاق على اتجاه محدد.

يجبر حقل مغناطيسي خارجي مطبق على مواد مغناطيسية مثل الحديد، اللف المغزلي لإلكترونات المادة على اتخاذ محاذاة معينة، تبقى هذه المحاذاة -الاتساق- بعد تلاشي الحقل المغناطيسي الخارجي. فتنجذب أعداد هائلة من المغانط الذرية مع بعضها متحولةً إلى قوة كافية لجذب سلسلة مشابك ورقية.

تزايدت العلاقات المختلفة بين ترتيبات اللف المغزلي والنشاطات المغناطيسية تعقيدًا بمرور الوقت. حديثًا، خلق إدخال كمية من الإلكترونات داخل طبقات ذرية رفيعة من أشباه الموصلات المتراصّة نسخة حركية من المغناطيسية الحديدية.

مع ذلك، يُعتقد أن الترتيبات الثابتة للدوران المغزلي في المواد: إما مغناطيسية حديدية، وإما جُمعت بطريقة لإلغاء المغناطيسية المضادة.

يُعتقد أن المغناطيسية البديلة لديها أزواج إلكترونات مشابهة للمغناطيسية المضادة التي تتصل بطريقة تحافظ على عزومهم المتعاكسة بدلًا من إبطالها.

لإيجاد إشارات فيزيائية لهذه الترتيبات، استخدم يونغفيرت وفريقه تقنية مخبرية لتحديد تقسيم معين للأشعة السينية، يتمثل في مسرع دوراني تزامني يمر عبر شبكة بلورية مركبة من المنغنيز والتلوريوم.

يقول الفيزيائي يوراج كريمباسكي من معهد باول شيرا: «بفضل قياساتنا الحساسة عالية الدقة، اكتشفنا خصائص تقسيم مُتبدِّلة لمستويات الطاقة مع حالات لف معاكسة، ومنه برهنا أن تيلوريد المنغنيز لا يتبع المغناطيسية المضادة ولا المغناطيسية الحديدية، بل يتبع فصيلة المغناطيسية المتبدلة».

إثبات وجود صنف جديد من المغناطيسية لا يبني نظريات حول فيزياء المادة فقط، بل قد يسهم في تطوير تقنيات الإلكترونيات الصاعدة، التي ستبدأ بالاعتماد على حركة دوران الجسيمات.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%a7%d9%84%d8%b2%d8%ac%d8%a7%d8%ac-%d8%a7%d9%84%d9%85%d8%ba%d8%b2%d9%84%d9%8a/">باحثون يتفاجؤون بخصائص مادة مغناطيسية جديدة تتجمد عند تعرضها لدرجات حرارة عالية</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%a7%d9%83%d8%aa%d8%b4%d8%a7%d9%81-%d8%b4%d9%83%d9%84-%d8%ba%d8%b1%d9%8a%d8%a8-%d9%84%d9%84%d9%85%d8%ba%d9%86%d8%a7%d8%b7%d9%8a%d8%b3%d9%8a%d8%a9-%d8%b6%d9%85%d9%86-%d8%a7%d9%84%d8%ac%d8%b1%d8%a7/">اكتشاف شكل غريب للمغناطيسية ضمن الجرافين المغناطيسي</a>

ترجمة: مريم ميهوب

تدقيق: زين حيدر

<a href="https://www.sciencealert.com/its-official-mysterious-new-form-of-magnetism-finally-confirmed">المصدر</a>

رسميًا: تأكيد وجود نموذج جديد من المغناطيسية.. يقع بين قطبي المغناطيس!

AI-and-human-brain-1f15bff

تصدّرت تعليقات إيلون ماسك العناوين الرئيسيّة مجددًا، إذ علّق مؤسّس شركة SpaceX والمدير التّنفيذي لتويتر بأن الذكاء الاصطناعي سيصبح أذكى من أذكى إنسان بحلول عام 2025، وأذكى من البشرية مجتمعة بحلول عام 2029.

أدلى ماسك بهذه التّعليقات ردًّا على تغريدة حول حلقة من بودكاست جوي روغان، الذي استضاف عالم المستقبليات راي كورزويل ليتناقش معه عن ماضي الذكاء الاصطناعي ومستقبله وكيفية مقارنته بالذكاء البشري.

أشار كورزويل ضمن المناقشة إلى أن مساواة الذكاء الاصطناعي للذكاء البشري ستصبح واقعًا بحلول عام 2029. فقال: «نحن لم نصل لهذه المرحلة بعد، لكننا سنصل، وبحلول عام 2029 سيكون الذكاء الاصطناعي مساويًا لذكاء أيّ شخص، وأنا أُعتبر متحفّظًا، فالناس يعتقدون أنه سيحدث العام المقبل أو الذي يليه … وقد قلت ذلك في عام 1999، قلت أنّنا سنتمكن من مساواة أيّ شخص بحلول عام 2029».

وافقه ماسك الرأي، لكن توقعاته عن قدرات الذكاء الاصطناعي في المستقبل كانت أجرأ، فقال: «الذكاء الاصطناعي على الأرجح سيكون أذكى من أي فرد العام القادم، وبحلول عام 2029 سيكون أذكى من البشرية جمعاء».

يُظهر ماسك تفاؤلًا كبيرًا تجاه مفهوم الذكاء الاصطناعي العام، فقد عبر عن آراءه حول الذكاء الاصطناعي بوضوح في السنوات السابقة، ففي نوفمبر 2023 مثلًا، شارك ماسك رؤيته عن للمستقبل بقوله: «يقوم الذكاء الاصطناعي بكل شيء».

طرح ماسك رؤيته عن مستقبل الذكاء الاصطناعي حول العالم في أثناء مناقشة مع رئيس الوزراء البريطاني ريشي سوناك في قمة سلامة الذكاء الاصطناعي بقوله: «الذكاء الاصطناعي هو أكثر القوى ثوريًّة على مر التاريخ … سنحظى لأول مرة بشيء أذكى من أذكى بشريّ ... سنصل لمرحلة لن نحتاج الوظائف، بوسعك أن تحظى بوظيفة لتحقيق الرضى الذاتي، لكن الذكاء الاصطناعي سيكون قادرًا على فعل كل شيء».

تابع ماسك كلامه: «وتيرة تطوير الذكاء الاصطناعي أسرع من أي تقنية شهدتها لحد الآن، ويبدو أن قدراته تنمو بمعدل خمسة إلى عشرة أضعاف في العام الواحد. الحكومات ليست معتادة على هذه السرعة في التغييرات».

قصد كورزويل وماسك بكلامهما الذكاء الاصطناعي العام (AGI) الذي يختلف عن نماذج الذكاء الاصطناعي المعتادين عليها، كنماذج اللغات الضخمة (LLM) أو روبوتات المحادثة (Chatbots) أو مُنتِجات الفن (Art Generators).

بدأ عصر الذكاء العام الاصطناعي يلوح في الأفق

تتنوع التعريفات حول ما يُعد ذكاءً اصطناعيًا عامًا حقًا، تتفق الأغلبية على أن هذا الشيء سيكون مطابقًا للإنسان في المحادثة والقدرات، لكنه سيكون أكثر كفاءة، فلن يتوقف لتناول الطعام أو النوم أو الاستراحة بعد يوم عمل شاقّ.

ويتفق كثيرون أن الذكاء العام الاصطناعي سيتفوق قريبًا على أذكى البشر في وقت قصير، ومع الوقت الكافي سيتفوق على الأنواع الأصل من ناحية القدرات الإدراكية. وفي حين أن نجاح الذكاء العام الاصطناعي يخيف بعض الناس كثيرًا، فإن آخرين يأملون بأن هذا النجاح هو أعظم شيء حصل منذ شرائح الخبز.

قال سام آلمين الممول والمدير التنفيذي لشركة OpenAI لمجلة التايم: «أعتقد أن الذكاء العام الاصطناعي سيكون أقوى تقنية اخترعتها البشرية لحد الآن … إذا أمعنّا النظر في كلفة وجودة الذكاء، تتراجع الكلفة وتتزايد الجودة بشدّة، استفادة الناس من هذا الشيء قد يحول العالم إلى مكان مختلف بالفعل».

إذن، سواء أكانت تقديرات ماسك أو التقديرات الأكثر تحفظًا بشأن الإطار الزمني للذكاء العام الاصطناعي صائبة، فإن معظم الخبراء يتفقون أننا على حافة ظهوره.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/الذكاء-الاصطناعي-العام-2/">الذكاء الاصطناعي العام: عندما يصبح الذكاء الاصطناعي أذكى من البشر!</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/نماذج-الذكاء-الاصطناعي/">الذكاء الاصطناعي قد يستطيع التنبؤ بمستقبل الناس وحتى تقدير وقت الوفاة</a>

ترجمة: مريم ميهوب

تدقيق: زين حيدر

مراجعة: محمد حسان عجك

<a href="https://interestingengineering.com/innovation/ai-will-be-smarter-human-2025-musk/">المصدر</a>

إيلون ماسك يعتقد أن الذكاء الاصطناعي سيكون أذكى من البشر بحلول عام 2025

uUKkutsHkSDVBEHHk8xLvY

استعد ملايين الأشخاص لمشاهدة الكسوف الشمسي الكلي النادر والفريد الذي حدث يوم الاثنين 8 أبريل.

لن يتكرر مثل هذا الكسوف إلا بعد 20 عامًا، ما جعله أمرًا مثيرًا للاهتمام حاليًا ومحط أنظار الجميع.

الآن، أصبحت رؤية الكسوف مُتاحة للجميع، بفضل جهاز يسمح للمكفوفين وضعاف البصر بتجربة الكسوف الشمسي بواسطة الصوت.

يُسمّى الجهاز «لايتساوند LightSound»، وقد قُدم للمرة الأولى عام 2017 واستخدمه المكفوفون في أحداث الكسوف التالية.

يحدث الكسوف الشمسي الكلي عندما يغطي القمر وجه الشمس كاملًا. عَبَرَ الكسوف الشمسي الكلي هذا العام من شمال وسط أمريكا، ما خلق مسارًا كاملًا. وأظلمت السماء في النهار كما لو كان الغروب أو الفجر.
<h3>كيف يعمل الجهاز؟</h3>
صمم فريق بقيادة العالمة الفلكية أليسون بيريلا من جامعة هارفارد أول نموذج لجهاز «لايتساوند»، قبل الكسوف الشمسي الكلي في 21 أغسطس 2017.

طورت بيريلا هذا الجهاز بالتعاون مع واندا دياز ميرسيد، عالمة الفلك المكفوفة، وحسنوا تصميم الجهاز وكفاءته في السنوات التالية للتصميم الأولي.

يذكر موقع لايتساوند أن الجهاز يستخدم تقنية «التصويت»، أي تحويل البيانات إلى صوت. البيانات في هذه الحالة هي كثافة الضوء.

في أثناء الكسوف الشمسي، يقل ضوء الشمس تدريجيًا، إذ يحجب القمر الشمس. يتضمن الجهاز مستشعرًا يرصد التغيرات في كثافة الضوء ويحولها إلى نغمات موسيقية.

يقيس مستشعر الضوء سطوع السماء المتغير بوحدة الإضاءة «لوكس lux»، يحوي الجهاز بداخله لوحة تحكم صغيرة تتضمن برنامجًا يربط أصواتًا محددة مع نطاقات لوكس رقمية مختلفة. بعد قياس قيم لوكس، تولد لوحة مولد الأصوات داخل الجهاز نغمات موسيقية متوافقة. فمثلًا ينتج المولد أصوات الناي لتمثيل الضوء الشديد، ويولد أصوات الكلارينيت بنغمة أقل مع تلاشي الضوء تدريجيًا، وأخيرًا ينتج المولد صوتًا ثابتًا ومتكررًا كصوت النقر مع الإظلام الكلي.

يشعر المكفوفون بهذه التغييرات في الوقت الفعلي، عند توصيل سماعات الرأس أو مكبرات الصوت بالجهاز، ما يسمح لهم «بسماع» الكسوف بوضوح.

يحتوي الجهاز العديد من خيارات الطاقة، منها بطارية 9 فولت وبطارية ليثيوم أيون قابلة لإعادة الشحن، ويمكن توصيله بجهاز كمبيوتر محمول بوصلة يو إس بي.
<h3>750 جهازًا وُزعت على المكفوفين</h3>
حددت بيريلا وفريقها هدفًا لتوزيع أكثر من 750 جهازًا مجانًا على المجموعات التي استضافت فعاليات مشاهدة الكسوف هذا العام.

نظم مشروع لايتساوند سلسلة ورشات عمل لتطوير أجهزة مماثلة في عدة معاهد، منها جامعة تكساس في أوستن.

يذكر موقع المشروع: «نأمل توفير أداة للمساعدة في إتاحة فعاليات الكسوف لمجتمع المكفوفين وضعاف البصر، يمكن أيضًا استخدام الجهاز بوصفه أداة تعليمية لشرح ظاهرة الكسوف».

يسمح جهاز آخر يُسمى «كادنس Cadence» من شركة تاكتيل إنجنيرنج في ولاية إنديانا، للأشخاص المكفوفين بالشعور بالكسوف وقت حدوثه.

يتميز الجهاز بصفوف نقاط تظهر وتختفي، ما يوفر إحساسًا لمسيًا يجسد الكسوف للأشخاص المكفوفين.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%D8%AA%D8%B7%D8%A8%D9%8A%D9%82-%D8%AC%D8%AF%D9%8A%D8%AF-%D9%84%D9%84%D9%87%D9%88%D8%A7%D8%AA%D9%81-%D8%A7%D9%84%D8%B0%D9%83%D9%8A%D8%A9-%D9%8A%D8%B3%D8%A7%D8%B9%D8%AF-%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%83%D9%81/">تطبيق جديد للهواتف الذكية يساعد المكفوفين على التنقل داخل المباني</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%D8%A7%D9%84%D8%B4%D8%B9%D9%88%D8%B1-%D8%A8%D9%86%D8%A8%D8%B6%D8%A7%D8%AA-%D8%A7%D9%84%D9%82%D9%84%D8%A8/">شعور المكفوفين بنبضات القلب أقوى من شعور المبصرين!</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%D8%A3%D8%B5%D8%A8%D8%AD-%D8%A8%D8%A5%D9%85%D9%83%D8%A7%D9%86-%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%83%D9%81%D9%88%D9%81%D9%8A%D9%86-%D9%82%D8%B1%D8%A7%D8%A1%D8%A9-%D8%AD%D8%B1%D9%88%D9%81-%D8%B7%D8%A8%D8%B9%D9%87/">أصبح بإمكان المكفوفين قراءة حروف طبعها العلماء على أدمغتهم</a>

ترجمة: مريم ميهوب

تدقيق: أكرم محيي الدين

<a href="https://interestingengineering.com/innovation/lightsound-lets-blind-hear-solar-eclipse">المصدر</a>

مريم ميهوب

الأعمال

علماء سويديون يحطمون الرقم القياسي في كفاءة الخلايا الشمسية

رسميًا: تأكيد وجود نموذج جديد من المغناطيسية.. يقع بين قطبي المغناطيس!

إيلون ماسك يعتقد أن الذكاء الاصطناعي سيكون أذكى من البشر بحلول عام 2025

رؤية الصوت: تقنية جديدة تسمح للمكفوفين بسماع كسوف الشمس!