研究人员效仿有机血管通道创建自修复太阳能电池

据物理学家组织网近日报道，美国北卡罗莱纳州立大学的研究人员效仿有机血管系统的通道，创建出可自修复的太阳能电池设备，使得由于阳光中紫外线降解致使性能降低的太阳能电池恢复其性能。该研究结果刊登在《自然》旗下期刊《科学报告》上。

如果一时不能理解太阳能电池是如何“医治”自身的，可以看看树的叶子或你的手背。“分支”血管通道是整个叶片和手用来循环维持生命的营养物质，而这成为激发研究人员建立高效率和低成本太阳能电池的灵感。

这种染料敏化太阳能电池（DSSCs）由水基胶芯、电极及价格低廉的光敏性有机染料分子组成。受激于太阳光线产生电力的染料分子最终会降解而失去效率，这是有机染料型太阳能捕光设备长期稳定运行的主要障碍之一，而模仿植物叶片的再生功能可望解决这一问题。

研究人员说：“叶子的分支网络能够保持其水分和养分含量，于是我们采取类似方式设计太阳能电池的微通道。让在高强度紫外线下呈现无效的光伏电池，通过抽进通道的新鲜染料获得再生，同时从电池循环出‘精疲力竭’的染料分子。这个过程促使设备在多个周期的电力生产中恢复有效性。”

新研究赋予了有机染料光伏发电系统微流体再生功能，嵌入式渠道的水凝胶介质通过对流扩散机制，允许光敏试剂快速而均匀的供应。经过一个水洗激活周期，可以更换染料敏化光伏发电系统中的有机成分，恢复光伏性能。