Hoe werken zonnecellen onder water?

Hoewel de energieopwekking van zonnecellen onder water sterk zal afnemen, is dit niet zonder voordeel voor het onderzoek naar dit onderwerp. Onderzoekers in India zeiden dat zonnecellen die in water zijn geplaatst, kunnen worden gebruikt om sensoren te bewaken, die kunnen worden gebruikt in commerciële en defensiegebieden.

Wetenschappers van het Bura Institute of Technology, het Indian Institute of Technology en het Indian Defense Materials Research and Development Institute op de Pirani-Hyderabad-campus zeiden dat de amorfe siliciumbatterij van Panasonic als testobject werd gebruikt en dat de in water ondergedompelde zonnebatterij relatief in A was. lagere temperatuur is een ideale schone omgeving. De zonnestraling die in het water wordt ontvangen, wordt echter aanzienlijk verminderd. Bij het citeren van een ander onderzoek stelde het team van wetenschappers dat de conversie-efficiëntie van monokristallijne en polykristallijne siliciumcellen met 20% zal dalen wanneer ze onder water zijn op een diepte van 1 meter, maar amorfe siliciumcellen. De conversie-efficiëntie is minder verminderd op een diepte van 1,5 meter. Deze vergelijkende gegevens zijn opwindend: de resterende conversie-efficiëntie is voldoende om elektronische apparaten onder water van stroom te voorzien.

Wetenschappers hebben een cel van amorf silicium getest op een diepte van 20 cm. Het oppervlak van deze cel is bekleed met polydimethylsiloxaan (PDMS). PDMS is het meest gebruikte organische polymeer op siliciumbasis in opto-elektronische toepassingen. Dingen. Volgens de onderzoekers heeft PDMS uitstekende optische eigenschappen en hydrofobiciteit."Dit is een inert, niet-toxisch, niet-ontvlambaar polymeer", deze coatingmethode verhoogt het celvermogen met 2,79%.

Het onderzoeksteam koos voor amorfe siliciumcellen omdat ze de spectrale gevoeligheid hebben om licht te absorberen, en het zichtbare golflengtebereik van licht ligt in principe tussen 380-780 nanometer. Onderzoekers zeggen dat dit amorfe siliciumcellen een ideale keuze maakt voor onderwateromgevingen. In water, naarmate de diepte toeneemt, wordt het spectrum smaller en dringen langere golflengten door op de aanvankelijke diepte. In feite is het gebruik van amorfe siliciumcellen in binnen- en buitentoepassingen al lang gemeengoed.

Bij gebruik van de SS50AA fotovoltaïsche simulator om de prestaties van Panasonic-batterijen te testen, werden de batterijen ondergedompeld in water in vier omgevingen: gedeïoniseerd water, meerwater, zeewater en gemaakt van gekocht zeezout dat 3,5% zoutgehalte en andere wateronzuiverheden bevat. Kunstmatig zeewater. Na experimentele vergelijking zijn de prestaties van de Panasonic-batterij in meerwater het slechtst. Bacteriën, algen en andere onzuiverheden verminderen de transparantie van de vloeistof. Het beste uitgangsvermogen is 0,0367 W, wat de gegevens zijn die worden verkregen wanneer de diepte van gedeïoniseerd water 2 meter is, en wanneer zeewater en kunstmatig zeewater zich op dezelfde diepte bevinden, zijn ze respectievelijk 0,0337 W en 0,0320 W.

& quot;Hoewel er nog steeds veel uitdagingen en beperkingen zijn, tonen de tot nu toe verkregen resultaten aan dat fotovoltaïsche energieopwekkingstechnologie een groot potentieel heeft in onderwaterbewakingssensoren of -apparatuur en verschillende andere commerciële en defensietoepassingen van moderne vermogenselektronica."De onderzoekers schreven in het artikel dat deze studie werd gepubliceerd in het International Energy Research Journal onder de titel"Analysis of Solar Irradiation Results of Amorphous Silicon Solar Cells in Different Underwater Environments."

Sanket Goel, de coördinator van dit onderzoek en een professor aan het Birla Institute of Technology and Science (BITS-Pilani), zei: "Dit onderzoek wordt gefinancierd door het Indian National Defence Laboratory en is voornamelijk bedoeld voor het verkennen en optimaliseren van het gebruik van zonne-energie onder water. energie. Om verschillende onderwatersensoren en bewakingsapparatuur te bedienen.” Dit onderzoek opent nieuwe wegen voor de toepassing van zonne-energie onder water.