Abstrakti
Developing suitable light management layers can improve the lifetime and efficiency of solar cells and other optoelectronics. Here, a bioinspired approach to produce all-biobased films with high anisotropic light scattering and superhydrophobicity is presented as a route toward sustainable light management layers for photovoltaics. The multifunctional films are achieved by replicating leek leaves onto cellulose acetate, producing hierarchical surface structures. The free-standing films show a transmittance of ≈94% and a haze of ≈54% at the wavelength of 550 nm. Moreover, anisotropic advancing contact angles of up to 160° and 156° in cross directions are achieved through tailoring a carnauba wax coating. Using the replica as the light management layer on perovskite solar cells improved the power conversion efficiency by 6 ± 0.3%. Meanwhile, the surface water repellency facilitates self-cleaning, ensuring maximum incident light over time by tackling dirt accumulation. Furthermore, the method can be potentially employed to fabricate substrates from virtually any leaf or patterned surface as the initial replication template.
| Alkuperäiskieli | Englanti |
|---|---|
| Artikkeli | 88 |
| Sivumäärä | 10 |
| Julkaisu | Communications Materials |
| Vuosikerta | 5 |
| Numero | 1 |
| DOI - pysyväislinkit | |
| Tila | Julkaistu - 30 toukok. 2024 |
| OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Rahoitus
This work was financially supported and part of the Academy of Finland’s Flagship Program under Projects No. 318890 and 318891 (Competence Center for Materials Bioeconomy, FinnCERES). In addition, M.M. acknowledges Fortum and Neste Foundation (Grant No. 20210045) and PREIN flagship project (Grant No. 346529) for generous funding. J.V. acknowledges Academy of Finland project No. 341459. BioEconomy, OtaNano and RaMi infrastructures were employed in this work.
YK:n kestävän kehityksen tavoitteet
Tämä tuotos edistää seuraavia kestävän kehityksen tavoitteita:
-
SDG 7 – Edullinen ja puhdas energia
-
SDG 12 – Vastuullinen kulutus ja tuotanto
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Bio-inspired surface structures promote optical transmittance and hydrophobicity in cellulose-based films for self-cleaning perovskite solar cells'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Tietoaineistot
-
Data for "From Kitchen Garden to Multifunctionality: Leek-inspired Surface Structures Introduce Optical and Self-cleaning Properties to Cellulose-based Films"
Daghigh Shirazi, H. (Creator), Mousavi, M. (Creator) & Vapaavuori, J. (Creator), Zenodo, 13 maalisk. 2024
DOI - pysyväislinkki: 10.5281/zenodo.10814420, https://zenodo.org10814421
Tietoaineisto: Dataset
-
PREIN 2: Photonics Research and Innovation
Naukkarinen, O. (Vastuullinen johtaja), Ding, E. (Projektin jäsen), Liu, X. (Projektin jäsen), Vähänissi, V. (Projektin jäsen), Li, D. (Projektin jäsen), Ahmed, F. (Projektin jäsen), Sehrawat, S. (Projektin jäsen), Shafi, A. (Projektin jäsen), Zang, X. (Projektin jäsen), Radfar, B. (Projektin jäsen), Yli-Koski, M. (Projektin jäsen), Mehmood, N. (Projektin jäsen), Hämäläinen, J. (Vastuullinen johtaja) & Sun, Z. (Co-PI)
01/09/2022 → 31/12/2026
Projekti: RCF Flagship
-
CELLREP: Cell-Repellent Superhydrophobic Surfaces
Jokinen, V. (Vastuullinen johtaja), Peltola, R. (Projektin jäsen), Hussain, M. (Projektin jäsen), Awashra, M. (Projektin jäsen) & Hartikka, A. (Projektin jäsen)
01/09/2021 → 31/08/2025
Projekti: RCF Academy Project
-
FinnCERES: Competence Center for the Materials Bioeconomy: A Flagship for our Sustainable Future
Mäkelä, K. (Vastuullinen johtaja)
01/05/2018 → 31/12/2022
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
Laitteet
-
Biotalousinfrastruktuuri
Seppälä, J. (Manager)
Kemian tekniikan korkeakouluLaitteistot/tilat: Facility
-
-
Raaka-aineiden tutkimusinfrastruktuuri
Karppinen, M. (Manager)
Kemian tekniikan korkeakouluLaitteistot/tilat: Facility
Siteeraa tätä
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver