Celdas solares auto-reparables imitan hojas de árbol

Prototipo de dispositivo biomimético de hoja fotovoltaica

Celdas solares basadas en sistemas orgánicos tienen el potencial de ser más económicas y más amigables con el medio ambiente que las celdas solares basadas en silicio, el actual estándar de la industria. Sin embargo, los rayos ultravioleta solares deterioran su rendimiento.

Orlin Velev y Hyung-Jun Koo, investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, han diseñado dispositivos con celdas solares con canales inspirados en los ramificaciones de canales vasculares por donde circulan los nutrientes vitales en hojas y manos humanas.

Dispositivos biométricos

Estos dispositivos biométricos (imitadores de la naturaleza) son un tipo de celdas solares sensibles al color (DSSCs). Las celdas están conformadas de un centro de hidrogel, electrodos y moléculas de colorante orgánico fotosensible que capturan la luz y generan una corriente eléctrica.

“El material orgánico en las DSSCs tiende a degradarse, por lo que buscamos en la naturaleza la respuesta”, indicó Velev. “Tomamos en cuenta la manera en que las redes de ramificaciones conservan el agua y nutrientes necesarios en un nivel apropiado en toda la hoja. Nuestro diseño de microcanales en la celda solar funciona de la misma manera.

Las celdas fotovoltaicas dañadas por la alta intensidad de los rayos ultravioleta son regeneradas bombeando en sus canales colorante fresco al tiempo que extraemos el colorante ya usado de la celda. Este proceso restaura la efectividad del dispositivo al producir electricidad en múltiples ciclos”.

Velev, profesor de ingeniería molecular y química en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y autor principal del artículo publicado en Scientific Reports (acceso abierto) que describe la investigación, añade que el el nuevo diseño gel micro fluidico para celdas fue probado conjuntamente con otros diseños y que las redes ramificadas de canales similares a las que se encuentran en la naturaleza son las más efectivas.

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