内盖夫本-古里安大学美国协会 信用:ACS 内盖夫本古里安大学的研究人员从荷叶的自清洁特性中得到启示，对微观力和机制进行了新的研究，这些力和机制可以进行优化，以去除太阳能电池板上的灰尘，从而保持效率和光吸收
这项新技术去除了98%的尘粒
在发表在《朗缪尔》杂志上的一项新研究中，研究人员证实，改变太阳能电池板的表面特性可能会大大减少留在表面的灰尘量，并显著提高太阳能收集应用在沙漠中的潜力
太阳能电池板上的灰尘粘附是通过光伏电池和太阳能集热器收集能量的主要挑战
新的解决方案对于在高粉尘密度地区(如以色列的内盖夫沙漠)保持最大的收集效率是必要的
“在自然界中，我们观察到荷叶由于其纳米纹理表面和一层薄蜡状疏水涂层而保持无尘和无病原体，”来自德国杜塞尔多夫的BGU扎克伯格水研究所和雅各布布劳斯坦沙漠研究所的硕士学生塔贝·海肯塔勒说
“在沙漠中，灰尘会积聚在太阳能电池的表面，不断清洁它们需要大量的劳动力，所以我们试图在太阳能电池上模仿这种行为
" 研究人员探索了改变硅衬底(一种用于光伏电池的半导体)的效果，以模拟荷叶的自清洁特性，因为水顺着荷叶滚下并去除污染
众所周知，超疏水性减少了水滴和表面之间的摩擦，从而允许水滴将干净的颗粒从表面上滑下
然而，在自清洁机制中，附着和分离颗粒的力以及纳米纹理对这些力的影响还没有完全理解
为了阐明这些力和纳米结构对它们的影响，研究人员制备了四个与太阳能电池板相关的硅基样品:(1)光滑的亲水表面(2)纳米结构的亲水表面(3)光滑的疏水表面(4)纳米结构的疏水表面
这是通过对表面进行湿化学蚀刻，在表面生成纳米线，并另外涂覆一层疏水涂层来实现的
颗粒去除率从亲水光滑硅晶片上的41%增加到超疏水硅基纳米纹理表面上的98%
研究人员通过使用原子力显微镜测量微米大小的颗粒对平坦的纳米纹理基底的粘附力来证实这些结果
他们发现水中的附着力降低了30倍
“我们确定，颗粒去除增加的原因不是液滴和超疏水表面之间的低摩擦，”赫克enthaler说
更确切地说，是力的增加使粒子从表面脱离
我们使用的实验方法和我们推导出的颗粒去除标准可用于设计具有不同化学和/或纹理的自清洁表面
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