Per capire come le celle solari guariscono da sole, non guardare oltre la foglia dell'albero più vicina o il dorso della tua mano.

I canali vascolari "ramificati" che fanno circolare i nutrienti che sostengono la vita attraverso le foglie e le mani servono da ispirazione per le celle solari che possono ripristinarsi in modo efficiente ed economico.

In un nuovo documento, I ricercatori della North Carolina State University, Orlin Velev e Hyung-Jun Koo, mostrano che la creazione di dispositivi a celle solari con canali che imitano i sistemi vascolari organici può rinvigorire efficacemente le celle solari le cui prestazioni si deteriorano a causa del degrado dovuto ai raggi ultravioletti del sole. Le celle solari basate su sistemi organici hanno il potenziale per essere meno costose e più rispettose dell'ambiente rispetto alle celle solari a base di silicio, l'attuale standard di settore.

I dispositivi che imitano la natura sono un tipo di celle solari sensibilizzate al colorante (DSSC), composto da un nucleo in gel a base d'acqua, elettrodi, e poco costoso, sensibile alla luce, molecole di colorante organico che catturano la luce e generano corrente elettrica. Però, le molecole di colorante che vengono "eccitate" dai raggi del sole per produrre elettricità alla fine si degradano e perdono efficienza, Velev dice, e quindi devono essere reintegrati per riavviare l'efficacia del dispositivo nello sfruttare la potenza del sole.

"Il materiale organico nei DSSC tende a degradarsi, quindi abbiamo guardato alla natura per risolvere il problema, " ha detto Velev. "Abbiamo considerato come la rete ramificata in una foglia mantiene i livelli di acqua e nutrienti in tutta la foglia. Il nostro design delle celle solari a microcanali funziona in modo simile. Le celle fotovoltaiche rese inefficaci dalle alte intensità dei raggi ultravioletti sono state rigenerate pompando colorante fresco nei canali mentre il colorante esaurito viene espulso dalla cella. Questo processo ripristina l'efficacia del dispositivo nella produzione di elettricità su più cicli".

Velev, Professore Invista di ingegneria chimica e biomolecolare presso NC State e autore principale di un articolo in Rapporti scientifici descrivere la ricerca, aggiunge che il nuovo design della cella microfluidica in gel è stato testato rispetto ad altri design, e che le reti di canali ramificate simili a quelle che si trovano in natura hanno funzionato in modo più efficace.