光伏電池效仿有機血管通道實現自愈

據物理學家組織網近日報道，美國北卡羅萊納州立大學的研究人員效仿有機血管系統的通道，創建出可自修復的太陽能電池設備，使得由于陽光中紫外線降解致使性能降低的太陽能電池恢復其性能。該研究結果刊登在《自然》旗下期刊《科學報告》上。

如果一時不能理解太陽能電池是如何“醫治”自身的，可以看看樹的葉子或你的手背。“分支”血管通道是整個葉片和手用來循環維持生命的營養物質，而這成為激發研究人員建立高效率和低成本太陽能電池的靈感。

這種染料敏化太陽能電池（DSSCs）由水基膠芯、電極及價格低廉的光敏性有機染料分子組成。受激于太陽光線產生電力的染料分子最終會降解而失去效率，這是有機染料型太陽能捕光設備長期穩定運行的主要障礙之一，而模仿植物葉片的再生功能可望解決這一問題。

研究人員說：“葉子的分支網絡能夠保持其水分和養分含量，于是我們采取類似方式設計太陽能電池的微通道。讓在高強度紫外線下呈現無效的光伏電池，通過抽進通道的新鮮染料獲得再生，同時從電池循環出‘精疲力竭’的染料分子。這個過程促使設備在多個周期的電力生產中恢復有效性。”

新研究賦予了有機染料光伏發電系統微流體再生功能，嵌入式渠道的水凝膠介質通過對流擴散機制，允許光敏試劑快速而均勻的供應。經過一個水洗激活周期，可以更換染料敏化光伏發電系統中的有機成分，恢復光伏性能。