Pour comprendre comment les cellules solaires se guérissent, ne cherchez pas plus loin que la feuille d'arbre la plus proche ou le dos de votre main.

Les canaux vasculaires "ramifiés" qui font circuler les nutriments essentiels à la vie dans les feuilles et les mains servent d'inspiration pour les cellules solaires qui peuvent se restaurer efficacement et à moindre coût.

Dans un nouveau journal, Les chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord, Orlin Velev et Hyung-Jun Koo, montrent que la création de dispositifs de cellules solaires avec des canaux qui imitent les systèmes vasculaires organiques peut revigorer efficacement les cellules solaires dont les performances se détériorent en raison de la dégradation par les rayons ultraviolets du soleil. Les cellules solaires basées sur des systèmes organiques ont le potentiel d'être moins chères et plus respectueuses de l'environnement que les cellules solaires à base de silicium, la norme actuelle de l'industrie.

Les dispositifs imitant la nature sont un type de cellules solaires à colorant (DSSC), composé d'un noyau de gel à base d'eau, électrodes, et pas cher, sensible à la lumière, molécules de colorant organique qui captent la lumière et génèrent du courant électrique. Cependant, les molécules de colorant qui sont "excitées" par les rayons du soleil pour produire de l'électricité finissent par se dégrader et perdre en efficacité, Velev dit, et doivent donc être reconstitués pour redémarrer l'efficacité de l'appareil à exploiter la puissance du soleil.

"La matière organique dans les DSSC a tendance à se dégrader, alors nous nous sommes tournés vers la nature pour résoudre le problème, " a déclaré Velev. "Nous avons examiné comment le réseau ramifié d'une feuille maintient les niveaux d'eau et de nutriments dans toute la feuille. Notre conception de cellules solaires à microcanaux fonctionne de manière similaire. Les cellules photovoltaïques rendues inefficaces par des intensités élevées de rayons ultraviolets ont été régénérées en pompant du colorant frais dans les canaux tout en faisant sortir le colorant épuisé de la cellule. Ce processus restaure l'efficacité de l'appareil à produire de l'électricité sur plusieurs cycles."

Velev, Professeur Invista de génie chimique et biomoléculaire à NC State et auteur principal d'un article en Rapports scientifiques décrire la recherche, ajoute que la nouvelle conception de cellule gel-microfluidique a été testée par rapport à d'autres conceptions, et que les réseaux de canaux ramifiés similaires à ceux que l'on trouve dans la nature fonctionnaient le plus efficacement.