Органические солнечные элементы имитируют процесс природной регенерации

Деградация фотоактивных молекул под влиянием ультрафиолетовой составляющей солнечного света – одна из главных причин уменьшения периода стабильной эксплуатации солнечных элементов на органических красителях.

В новой статье для Scientific Reports сотрудники Университета Северной Каролины (NC State) предложили решение этой проблемы, путем имитации процесса самовосстановления, происходящего в природных фотосистемах растений.

Они показали, что создание каналов, напоминающих разветвленную сосудистую систему, по которой в листья деревьев подаются питательные вещества, позволяет эффективно «освежать» солнечные ячейки, компенсируя воздействие УФ-излучения.

Сконструированные в NC State устройства состоят из гидрогелевого ядра с внедренными каналами, электродов и недорогих, светочувствительных молекул органического красителя. Обновление ячеек производится отводом по микроканалам отработанного красителя и конвекционно-диффузионной закачкой свежих фотоактивных реагентов. Такая процедура обеспечивает эффективное производство электроэнергии устройством на протяжении многих циклов эксплуатации.

Новая солнечная ячейка успешно прошла испытания, продемонстрировав стабильное и повторяющееся возвращение фотоэлектрической производительности после интенсивной световой деградации устройства.