Солнечные батареи подвергаются интенсивному воздействию ультрафиолетового излучения, поскольку устанавливаются в местах с максимальной солнечной активностью. Исследователи разработали экологичное защитное покрытие, в основе которого – экстракт из луковой кожуры.
В настоящее время для защиты солнечных элементов используются прозрачные пленки на основе нефтепродуктов. Однако их производство и утилизация негативно сказываются на окружающей среде. В связи с этим ученые ищут альтернативные биоматериалы, способные заменить традиционные покрытия.
Одним из перспективных вариантов является наноцеллюлоза – материал, состоящий из мельчайших волокон целлюлозы, получаемых из отходов сельского хозяйства и лесной промышленности. Однако для эффективного блокирования ультрафиолета одного этого вещества недостаточно.
Финские и нидерландские ученые протестировали три добавки: ионы железа, наночастицы лигнина (растительного биополимера) и экстракт антоцианового красителя из кожуры красного лука. Предыдущие исследования подтвердили, что все три вещества обладают способностью поглощать УФ-излучение.
В ходе эксперимента покрытые этими веществами наноцеллюлозные пленки нанесли на чувствительные к свету солнечные элементы и подвергли 1000-часовому облучению ультрафиолетовой лампой, что эквивалентно году эксплуатации в условиях Центральной Европы.
Лучшие результаты показала пленка с луковым экстрактом: она блокировала 99,9% ультрафиолетовых лучей с длиной волны до 400 нанометров, при этом пропуская более 80% видимого света, необходимого для выработки электроэнергии. Этот показатель оказался выше, чем у традиционных ПЭТ-пленок на нефтяной основе.
Разработчики надеются, что в будущем луковое наноцеллюлозное покрытие найдет применение не только в классических солнечных панелях, но и в полностью биоразлагаемых батареях, используемых, например, в автономных экологических датчиках.
Исследование проводилось учеными из Университета Турку и Университета Аалто (Финляндия), а также Вагенингенского университета (Нидерланды). Работа опубликована в журнале ACS Applied Optical Materials.
