Naukowcy zwrócili uwagę na mikroskopijne siły i mechanizmy, które można zoptymalizować w celu usunięcia pyłu z paneli słonecznych. Pozwoli to utrzymać wysoką wydajność i absorpcję światła.
W ramach eksperymentu badacze odnotowali, że modyfikacja właściwości powierzchni paneli słonecznych może znacznie zmniejszyć ilość pyłu pozostającego na powierzchni. Co więcej, znacznie zwiększa to potencjał zastosowań kolektorów słonecznych na pustyni.
Zaleganie pyłu na panelach słonecznych jest bowiem dużym wyzwaniem dla pozyskiwania energii poprzez ogniwa fotowoltaiczne i kolektory słoneczne. Nowe rozwiązania są niezbędne do utrzymania maksymalnej wydajności w obszarach o wysokim zapyleniu, takich jak pustynia Negev w Izraelu.
Autorzy badania zaobserwowali, że liść lotosu jest wolny od kurzu i patogenów dzięki swojej powierzchni oraz cienkiej, hydrofobowej powłoce, która odpycha wodę. Zbadali więc efekt modyfikacji podłoża krzemowego, półprzewodnika stosowanego w ogniwach fotowoltaicznych, aby naśladować właściwości samooczyszczania się liścia lotosu, ponieważ woda spływa po liściach i usuwa zanieczyszczenia.
Wiadomo, że wysoka hydrofobowość zmniejsza tarcie pomiędzy kroplami wody a powierzchnią, pozwalając tym samym kroplom wody ześlizgiwać się z powierzchni. Jednak siły, które powodują przyleganie i odrywanie cząstek od powierzchni nie są w pełni zrozumiałe.
Przygotowując cztery próbki na bazie krzemu, naukowcy przetestowali różne powierzchnie: gładkie hydrofilowe; hydrofilowe o strukturze nanometrycznej oraz gładkie hydrofobowe i hydrofobowe o strukturze nanometrycznej. Usuwanie cząstek zwiększyło się z 41% na hydrofilowych płytkach krzemowych gładkich do 98% na superhydrofobowych powierzchniach z nano-teksturowaną strukturą krzemu. Naukowcy potwierdzili te wyniki, mierząc adhezję cząsteczki o wielkości mikrona do płaskiego i nanowłóknistego podłoża za pomocą mikroskopu. Stwierdzono, że adhezja w wodzie jest zmniejszona o współczynnik wynoszący 30.
