Біоінспірований дизайн як шлях до покращення міцності та масштабованості перовскітних сонячних елементів
Інновації у перовскітових сонячних батареях: надихаючись природою
Дослідницька група з Інженерної школи Гонконгського університету науки і технологій (HKUST) зробила значний прорив у розробці стратегії для покращення стійкості та ефективності перовскітових сонячних батарей. У співпраці з провідними науковими установами США та Швейцарії, команда використовує природні принципи дизайну для подолання бар’єрів, які стоять на шляху комерціалізації цих батарей.
На сьогоднішній день, перовскітові сонячні батареї відзначаються своїми низьковартісними виробничими можливостями. Проте, їх широке впровадження стримується такими проблемами, як погана адгезія, обмежена механічна міцність, а також вразливість до вологи, ультрафіолетового випромінювання та тепла. Щоб подолати ці виклики, дослідники запропонували систематичний редизайн батарей, натхненний ієрархічними структурами природи, такими як листя рослин та екзоскелети комах.
Три рівні дизайнерського підходу
Стратегія оновлення включає три ключові рівні дизайну: молекулярний, мікроскопічний та рівень пристрою. Натхненням для цього служать біологічні структури на кшталт очей молі та панцирів жуків, що відповідають за управління светом і теплом. Використовуючи ці природні моделі, вчені створюють більш стійкі та ефективні сонячні батареї.
Підтримка сталого майбутнього
Однією з головних цілей цієї дослідницької ініціативи є згідність з принципами сталого розвитку та кругової економіки. Розробники зосереджені на використанні низькотоксичних компонентів та дизайнів, які можуть бути повторно використані або перероблені. Цей підхід не лише сприяє охороні довкілля, але й прокладає шлях для енергоефективних рішень у майбутньому.
На крок вперед, дослідники планують зосередити увагу на виборі біо-похідних молекул для покращення контролю кристалів, розробці механізмів самовідновлення та оптимізації багатофункціональних оболонок. Ці рішення сприятимуть підвищенню довговічності та ефективності сонячних батарей, відкриваючи нові горизонти для їх комерційного використання та інтеграції у глобальні енергетичні системи.
