Một nhóm nghiên cứu thuộc đại học Bắc Carolina (NC) đã tạo ra các tế bào quang điện tự phục hồi khi thoái hóa dựa theo sự mô phỏng sinh học các mạch hữu cơ của lá cây trong tự nhiên.

Mô phỏng sinh học là một chủ đề nóng trong lĩnh vực thiết kế ngày nay, đặc biệt là lĩnh vực công nghệ năng lượng mặt trời, các nhà khoa học đã nổ lực để sản xuất các tế bào quang điện có chức năng và hoạt động hiệu quả như lá cây. Trong tự nhiên, các nhánh đoạn mạnh ở lá cây giúp phân phối dưỡng chất đến lá—tương tự như các mạch máu chảy trong bàn tay—giúp chúng phục hồi trạng thái tốt nhất khi một phần nào đó của chiếc lá bị tổn hại bởi tia cực tím. Các nhà nghiên cứu đã tìm cách mô phỏng quá trình này và áp dụng vào các mẫu tế bào quang điện mới dựa trên cấu trúc tự nhiên của lá cây.

Để chế tạo được các tế bào năng lượng tự tái tạo, đội ngũ nghiên cứu NC đã sử dụng vật liệu tự nhiên để có giá thành rẻ và thân thiện với môi trường thay vì các tế bào quang điện bằng silicon. tế bào quang điện được tạo ra dưới dạng nhuộm, thành phần chủ yếu là các lõi gel nước, phân tử và điện cực của một chất nhuộm hữu có giá thành rẻ trên thị trường.

 “Các chất hữu cơ thường có xu hướng bị thoái hóa, do đó chúng tôi học hỏi tự nhiên trong cách giải quyết vấn đề này,” Orlin Velev giải thích. “Chúng tôi nghiên cứu cách mà mạng lưới phân nhánh bên trong mỗi chiếc lá có thể giúp duy trì nước và dinh dưỡng cho lá. Nhờ đó chúng tôi tạo ra các nhánh tế bào quang điện mô phỏng theo tự nhiên. Các tế bào quang điện hoạt động không hiệu quả do tia cực tím sẽ bị đào thải và thay thế bằng các tế bào mới nhờ mạng lưới phân nhánh bên trong. Quá trình này giúp sẽ giúp phục hồi trạng thái hoạt động hiệu quả nhất của thiết bị".