För att förstå hur solceller läker sig själva, leta inte längre än närmaste trädblad eller handryggen.

De "förgrenade" kärlkanalerna som cirkulerar livsuppehållande näringsämnen genom löv och händer fungerar som inspiration för solceller som kan återställa sig effektivt och billigt.

I ett nytt papper, North Carolina State University-forskare Orlin Velev och Hyung-Jun Koo visar att solcellsanordningar med kanaler som efterliknar organiska kärlsystem effektivt kan återuppliva solceller vars prestanda försämras på grund av nedbrytning av solens ultravioletta strålar. Solceller som är baserade på organiska system har potential att vara billigare och mer miljövänliga än kiselbaserade solceller, den aktuella branschstandarden.

De naturliknande enheterna är en typ av färgämnesensibiliserade solceller (DSSC), består av en vattenbaserad gelkärna, elektroder, och billigt, ljuskänslig, organiska färgmolekyler som fångar ljus och genererar elektrisk ström. Dock, färgmolekylerna som blir "upphetsade" av solens strålar för att producera el försämras så småningom och förlorar effektivitet, Velev säger, och måste därför fyllas på för att starta om enhetens effektivitet för att utnyttja solens kraft.

"Organiskt material i DSSC tenderar att försämras, så vi tittade på naturen för att lösa problemet, "Sade Velev." Vi övervägde hur det förgrenade nätverket i ett blad upprätthåller vatten- och näringsnivåer i hela bladet. Vår mikrokanals solcellsdesign fungerar på ett liknande sätt. Fotovoltaiska celler som gjordes ineffektiva av höga intensiteter av ultravioletta strålar regenererades genom att pumpa färskt färgämne i kanalerna medan det utmattade färgämnet fördes ut ur cellen. Denna process återställer enhetens effektivitet för att producera el under flera cykler. "

Velev, Invista professor i kemisk och biomolekylär teknik vid NC State och huvudförfattare till en uppsats i Vetenskapliga rapporter beskriver forskningen, tillägger att den nya gel-mikrofluidiska celldesignen testades mot andra mönster, och att grenade kanalnätverk som liknar de som finns i naturen fungerade mest effektivt.