Біологічно натхненний підхід до дизайну сприяє підвищенню довговічності та масштабованості перовскітних сонячних елементів

Інноваційний підхід до вдосконалення перовскітних сонячних елементів: Біоінспірована стратегія від HKUST

Хто б міг подумати, що передові технології могли б черпати натхнення у природі? Дослідницька команда з Школи інженерії Гонконгського університету науки і технології (HKUST) відкрила нову сторінку в розвитку перовскітних сонячних елементів, проаналізувавши ієрархічні структури нашого природного світу. Завдяки співпраці з установами США та Швейцарії, вчені прийшли до революційного рішення, яке здатне змінити майбутнє альтернативної енергетики.

Перовскітні сонячні елементи вже давно привертають увагу дослідників через їхню здатність до недорогого виробництва на основі розчинів. Але не все так просто — міжфазна адгезія слабка, механічна міцність обмежена, і вони виявляються вразливими до вологи, ультрафіолетового випромінювання та теплових дій. Це може стати на заваді їх комерційного впровадження.

Природа як наставник

Команда HKUST керувалася природою в підході до створення нової структури перовскітних елементів. Наприклад, ідеї для терморегуляції та довговічності були запозичені з листя рослин та екзоскелетів комах. Ця стратегія включає три рівні дизайну: на молекулярному рівні завдяки біоінспірованим взаємодіям досягається управління кристалами та обмеження їх деградації; на мікроскопічному рівні запроваджуються самовідновлювальні та підкріплювальні механізми; на рівні пристрою запозичуються принципи управління світлом та теплом від очей молі та панцирів жуків.

Стійкість та екологічність

Перевага нового підходу полягає в його спрямованості на матеріали з низькою токсичністю та сумісність з круговими економіками. Дослідники зосередилися на екологічній стійкості, ставлячи перед собою мету створити продукцію, яка може бути безпечною для нашого оточення. Наступні кроки в дослідженні передбачають вибір біоутворених молекул для кращого контролю над кристалами і розвиток самовідновлювальних функцій, а також оптимізацію упаковки, яка поєднує довговічність та ефективність.

Отже, те що колись лише було інноваційною ідеєю, сьогодні стає перспективним напрямком для дослідження сонячних елементів в умовах, коли світ шукає альтернативні джерела енергії. Важливість цього кроку важко недооцінити, і все це завдяки натхненню природою та креативності дослідників з HKUST.