طراحی پیل خورشیدی با قابلیت خودترمیم شوندگی
پیل‌های خورشیدی آلی بعد از چند مدت کار کردن، کارایی خود را از دست می‌دهند. محققان موفق به ساخت پیل خورشیدی حاوی میکروکانال شدند که با ارسال مولکول‌های آلی و جایگزینی با مولکول‌های آسیب دیده، دوام و کارایی بالاتری دارند.
به گزارش تاسیسات نیوز پیل‌های خورشیدی گاهی دچار آسیب ساختاری می‌شوند که روی عملکرد آنها تاثیر منفی می‌گذارد. یکی از دغدغه‌های محققان، ساخت پیل‌های خود ترمیم شونده است. برای ساخت این پیل‌ها محققان نیم نگاهی به طبیعت داشته‌اند. رگ‌ها و کانال‌های موجود در بدن انسان و بدنه گیاهان در صورت آسیب دیدن می‌تواند مواد غذایی را با ایجاد شاخه‌های فرعی به محل مورد نظر برساند. این مکانیسم، الهام‌دهنده ایده‌‌ای برای ساخت پیل‌های خود ترمیم شونده بوده است.
پژوهشگران دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی موفق شدند پیل خورشیدی حاوی کانال‌هایی تولید کنند که این کانال‌ها از سیستم‌های رگ‌مانند در بدن انسان الهام گرفته شده است. در صورتی که در اثر تابش پرتو فرابنفش خورشید عملکرد پیل دچار زوال شود، این رگ‌ها می‌توانند موجب بازیابی عملکرد پیل شود. پیل‌های خورشیدی آلی نسبت به همتایان سیلیکونی خود ارزان‌تر بوده و بسیار زیست سازگارتر هستند.
این پیل خورشیدی الهام گرفته از طبیعت از نوع پیل‌های خورشیدی حساس شده از رنگ (DSSCs) است که در آن ساختار هسته‌ای پوسته‌ای مبتنی بر آب، ملکول‌های رنگ آلی حساس به نور و الکترودهای ارزان قیمت استفاده شده است. این مولکول‌های رنگ می‌توانند نور را جذب کرده و جریان الکتریسیته تولید کنند. این مولکول‌ها در صورت تابش نور خورشید برانگیخته شده و الکترون ایجاد می‌کنند اما بعد از مدتی این مولکول‌ها کارایی خود را از دست می‌دهند. بنابراین بعد از مدتی باید این رنگ‌ها تجدید شوند تا کارایی و اثربخشی سیستم دوباره به حالت اول بازگردد.
ولی از محققان این پروژه می‌گوید: مواد آلی که در پیل‌های DSSCs به کار می‌روند به سرعت دچار زوال می‌شوند بنابراین ما در طبیعت به دنبال راه حلی برای رفع این مشکل بودیم. در این راستا کانال‌های موجود در برگ گیاهان نظر ما را جلب کرد این برگ‌ها مواد غذایی را به گیاه می‌رساند. ما نیز پیل خورشیدی مبتنی بر میکروکانال را طراحی کردیم. پیل‌های خورشیدی حاوی این میکروکانال‌ها در صورت زوال رنگ‌ها می‌توانند توسط این میکروکانال‌ها شارژ شوند، در واقع مولکول‌های رنگ از طریق این میکروکانال‌ها به محل مورد نظر ارسال و جایگزین مولکول قبلی می‌شود. مولکول رنگ آسیب دیده نیز از همین مسیر می‌تواند از پیل خارج شود. با این کار می‌توان طول عمر پیل را افزایش داد به نحوی که بعد از چند شارژ پیل، کارایی آن در حد بالایی باقی می‌ماند.
پایان پیام/.