توصلت باحثة بجامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية «كاوست» إلى ابتكار يساعد على توليد طاقة شمسية بالمملكة بقدرات مميزة مستقبلا، عن طريق إنشاء مواد عضوية تساعد على تصنيع خلايا كهرضوئية أرخص سعرا وأكثر كفاءة.وألقى موقع «سي آند إي إن» العالمي الضوء على الاختراع الذي توصلت إليه الباحثة ديريا باران، عبر تطوير الخلايا الكهروضوئية العضوية وتقنيات تحويل الطاقة الأخرى، التي يمكن أن توسع الوصول إلى الطاقة الشمسية، فيما تعتمد الخلايا الكهروضوئية العضوية على أغشية رقيقة من الجزيئات العضوية الممتصة للضوء، والتي يمكن طباعتها على ركائز مرنة باستخدام طريقة تصنيع البكرة إلى بكرة، مما قد يجعلها أقل كثافة في استخدام الموارد من خلايا السيليكون التقليدية.أكفأ وأرخصوقالت باران: «شغفنا هو ابتكار مواد جديدة يمكنها الاستفادة من ضوء الشمس بشكل أكثر كفاءة أو أرخص، مشيرة إلى أن السيليكون وحده لن يستطيع إمداد العالم كله بالكهرباء». وبعد حصولها على درجة الدكتوراه من جامعة «فريدريك الكسندر إيرلانجن نورنبرج»، أمضت باران جزءًا من دراستها بعد الدكتوراه وهي تعمل في «إمبريال كوليدج لندن» مع إيان ماكولوتش، المتخصص في كيمياء البوليمرات، والذي كان عضوًا في اللجنة التي قامت بتقييم عمل باران لدرجة الدكتوراه. ويقول ماكولوتش: «أتذكر أنني قرأت أطروحتها وقلت: إنني أرغب حقًا في توظيفها. فلديها منظور مثير للاهتمام حقًا حول العلم الذي يقومون به». مستقبلات متطورة وعادة ما تحتوي الخلايا الكهروضوئية العضوية على بوليمر ممتص للضوء يمنح إلكترونًا نشطًا إلى جزيء مستقبِل، مما يؤدي في النهاية إلى توليد تيار. واستخدم كثير من الخلايا الكهروضوئية العضوية الأكثر نجاحًا سابقًا مستقبلات تعتمد على الفوليرين، لكن ماكولوتش يقول إنه بحلول عام 2015، بدأت تحسينات أداء تلك الخلايا تتخذ منحنى مسطحا، وبدأ الناس يفقدون الثقة في آفاقها التجارية. وفي مختبر ماكولوتش، كانت باران رائدة في استخدام جزيء مستقبلات بلا فوليرين تسمى «آي دي تي بي أر» ((IDTBR. وعلى عكس مستقبلات الفوليرين، يمكن لـ«آي دي تي بي أر» امتصاص الضوء، والمساهمة في التيار المتولد عن خلية ضوئية عضوية، مما يعزز كفاءتها. ووجد الفريق أيضًا أن مزج جزيء مستقبِل ثانٍ مع بوليمر مانح و«آي دي تي بي أر» يشكل ما يسمى بالخلية الثلاثية، وهذا أدى إلى تحسين أداء الخلايا، لأن كل مكون يمكن أن يمتص أجزاء مختلفة من الطيف الشمسي. ويقول ماكولوتش، الذي كان حتى وقت قريب مديرًا لمركز جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية للطاقة الشمسية ويعمل حاليًا في جامعة أكسفورد، إن هذه الإستراتيجية أعادت تنشيط المجال. وأضاف: «لقد زاد الأداء خلال السنوات الخمس الماضية أو نحو ذلك بشكل ملحوظ، ودريا تعتبر أحد الباحثين الرئيسيين أصحاب الفضل في ذلك». استهلاك أقل وحصل ماكولوش على فرصة لتوظيف باران في عام 2017، عندما ساعد في ضمها إلى جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية. وبوصفها باحثة مستقلة، واصلت تطوير مواد خام للمستقبلات بلا فوليرين. وفي عام 2018، أطلقت شركة ناشئة تسمى «آيريز» (Iyris)، والتي تدمج الخلايا الكهروضوئية العضوية في الصوب الزراعية، خاصة للزراعة في المناخات الحارة. وتم تصميم الجزيئات الموجودة في الخلايا الشمسية الشفافة لامتصاص ضوء الأشعة تحت الحمراء، وتوليد الطاقة ومنع ارتفاع درجة حرارة الصوب الزراعية، مع السماح للضوء المرئي بالوصول إلى النباتات الموجودة تحتها. ويمكن أيضًا تطبيق نفس التكنولوجيا على ناطحات السحاب لتقليل الحاجة إلى أجهزة تكييف هواء كثيفة الاستهلاك للطاقة. ويقول ماكولوتش: «إنها دائمًا ما تفكر في الآثار الأكبر لعملها، لذا فليس من قبيل المصادفة أنها تعالج الآن مشكلات كبيرة، مثل الطاقة والأمن الغذائي، فهذه قضايا مجتمعية ضخمة». وفي الآونة الأخيرة، كانت باران تطور خلايا ضوئية عضوية خفيفة الوزن يمكن إنشاؤها عن طريق الطباعة النافثة للحبر. وتقول باران: «إنها خفيفة جدًا، ويمكن أن تقف على فقاعة صابون». وهذا يمكن أن يجعل الخلايا مفيدة لتشغيل الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء، والتي تستخدم في المراقبة الصحية أو التشخيص. وتلتزم باران أيضًا بتثقيف الجيل القادم من العالمات في المملكة، وتقول: «أعتقد أننا في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية نساعد حقًا في بناء هذه القدرة، وهذا شعور جيد جدًا».وبدأت باران حياتها في قرية صغيرة في تركيا وسرعان ما أسرها حب السفر والترحال. وقالت: «عندما كنت أصغر سنًا، كنت أرغب دائمًا في السفر إلى الخارج، والتحقت بالجامعة، وتعلمت أن الحياة الأكاديمية تشمل السفر، إذ ترى بلدانًا أخرى، ويمكنك أن تدرس العلوم، وكنت دائمًا ما أرغب في التعلم». وكانت باران تسافر وتتعلم منذ ذلك الحين. والآن أصبحت أستاذًا مشاركًا في مركز الطاقة الشمسية بجامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية في المملكة.