Om te begrijpen hoe zonnecellen zichzelf genezen, zoek niet verder dan het dichtstbijzijnde boomblad of de rug van je hand.

De "vertakkende" vasculaire kanalen die levensondersteunende voedingsstoffen door bladeren en handen laten circuleren, dienen als inspiratie voor zonnecellen die zichzelf efficiënt en goedkoop kunnen herstellen.

In een nieuwe krant Onderzoekers van de North Carolina State University, Orlin Velev en Hyung-Jun Koo, laten zien dat het creëren van zonnecelapparaten met kanalen die organische vasculaire systemen nabootsen, zonnecellen waarvan de prestaties verslechteren als gevolg van degradatie door de ultraviolette stralen van de zon, effectief nieuw leven kan inblazen. Zonnecellen die zijn gebaseerd op organische systemen hebben het potentieel om goedkoper en milieuvriendelijker te zijn dan op silicium gebaseerde zonnecellen, de huidige industriestandaard.

De apparaten die de natuur nabootsen zijn een soort kleurstofgevoelige zonnecellen (DSSC's), samengesteld uit een gelkern op waterbasis, elektroden, en goedkoop, lichtgevoelig, organische kleurstofmoleculen die licht opvangen en elektrische stroom opwekken. Echter, de kleurstofmoleculen die "opgewonden" worden door de zonnestralen om elektriciteit te produceren, gaan uiteindelijk achteruit en verliezen hun efficiëntie, Velev zegt, en moet dus worden bijgevuld om de effectiviteit van het apparaat bij het benutten van de kracht van de zon opnieuw op te starten.

"Organisch materiaal in DSSC's heeft de neiging af te breken, dus keken we naar de natuur om het probleem op te lossen, " Zei Velev. "We hebben overwogen hoe het vertakte netwerk in een blad het water- en voedingsniveau door het hele blad handhaaft. Ons microkanaal-zonnecelontwerp werkt op een vergelijkbare manier. Fotovoltaïsche cellen die ondoeltreffend waren gemaakt door hoge intensiteiten van ultraviolette stralen, werden geregenereerd door verse kleurstof in de kanalen te pompen terwijl de uitgeputte kleurstof uit de cel werd gecirculeerd. Dit proces herstelt de effectiviteit van het apparaat bij het produceren van elektriciteit gedurende meerdere cycli."

Velev, Invista Professor of Chemical and Biomolecular Engineering bij NC State en de hoofdauteur van een paper in Wetenschappelijke rapporten het onderzoek beschrijven, voegt eraan toe dat het nieuwe gel-microfluïdische celontwerp werd getest met andere ontwerpen, en dat vertakte kanaalnetwerken vergelijkbaar met die in de natuur het meest effectief werkten.