כיצד פועלים תאים סולאריים מתחת למים?

אמנם ייצור החשמל של תאים סולאריים יצטמצם במידה ניכרת כשהם מונחים מתחת למים, אך אין בכך תועלת למחקר בנושא זה. חוקרים בהודו אמרו כי ניתן להשתמש בתאים סולאריים הממוקמים במים לניטור חיישנים, שניתן להשתמש בהם בתחומים מסחריים וביטחוניים.

מדענים במכון הטכנולוגי בורה, במכון הטכנולוגי ההודי ובמכון למחקר ופיתוח חומרי ההגנה ההודיים בקמפוס פיראני-הידראבאד אמרו שסוללת הסיליקון האמורפית של פנסוניק שימשה כאובייקט הבדיקה, והסוללה הסולארית הטבולה במים הייתה יחסית ב-A טמפרטורה נמוכה יותר היא סביבה נקייה אידיאלית. עם זאת, קרינת השמש המתקבלת במים מופחתת משמעותית. כאשר ציטט מחקר אחר, צוות המדענים קבע כי יעילות ההמרה של תאי סיליקון חד-גבישיים ופולי-גבישיים תרד ב-20% כאשר הם מתחת למים בעומק של מטר אחד, אך תאי סיליקון אמורפיים יעילות ההמרה מופחתת פחות בעומק של 1.5 מטרים. הנתונים ההשוואתיים האלה מרגשים: יעילות ההמרה הנותרת מספיקה כדי להפעיל מכשירים אלקטרוניים מתחת למים.

מדענים בדקו תא סיליקון אמורפי בעומק של 20 ס"מ. פני השטח של תא זה מצופים בפולידימתילסילוקסן (PDMS). PDMS הוא הפולימר האורגני המבוסס על סיליקון בשימוש נרחב ביותר ביישומים אופטו-אלקטרוניים. דברים. לדברי החוקרים, ל-PDMS תכונות אופטיות מצוינות והידרופוביות." זהו פולימר אינרטי, לא רעיל ולא דליק", שיטת ציפוי זו מגדילה את כוח התא ב-2.79%.

צוות המחקר בחר בתאי סיליקון אמורפיים מכיוון שיש להם רגישות ספקטרלית לקליטת אור, וטווח אורכי הגל הנראה של האור הוא בעצם בין 380-780 ננומטר. חוקרים אומרים שזה הופך את תאי הסיליקון האמורפיים לבחירה אידיאלית עבור סביבות תת-מימיות. במים, ככל שהעומק גדל, הספקטרום נעשה צר יותר, ואורכי גל ארוכים יותר חודרים בעומק ההתחלתי. למעשה, השימוש בתאי סיליקון אמורפיים ביישומים פנימיים וחיצוניים כבר מזמן נפוץ.

בעת שימוש בסימולטור הפוטו-וולטאי SS50AA לבדיקת הביצועים של סוללות פנסוניק, הסוללות נטבלו במים בארבע סביבות: מים מופחתים, מי אגם, מי ים, ועשויות ממלח ים קנוי המכיל 3.5% מליחות וזיהומים אחרים במים. מי ים מלאכותיים. לאחר השוואה ניסיונית, הביצועים של סוללת Panasonic במי אגם הם הגרועים ביותר. חיידקים, אצות וזיהומים אחרים מפחיתים את שקיפות הנוזל. הספק המוצא הטוב ביותר הוא 0.0367 W, שהם הנתונים המתקבלים כאשר עומק המים הדה-יונים הוא 2 מטרים, וכאשר מי הים ומי הים המלאכותיים נמצאים באותו עומק, הם 0.0337 W ו-0.0320 W, בהתאמה.

& quot;למרות שעדיין יש אתגרים ומגבלות רבים, התוצאות שהתקבלו עד כה מראות שלטכנולוגיית ייצור חשמל פוטו-וולטאית יש פוטנציאל גדול בחיישנים או ציוד ניטור תת-מימי, וביישומים מסחריים והגנה שונים אחרים של אלקטרוניקת כוח מודרנית."החוקרים כתבו במאמר שמחקר זה פורסם ב-International Energy Research Journal תחת הכותרת"ניתוח תוצאות הקרנת השמש של תאי שמש אמורפיים סיליקון בסביבות תת-מימיות שונות."

סנקט גואל, רכז מחקר זה ופרופסור במכון בירלה לטכנולוגיה ומדע (BITS-Pilani), אמר: "מחקר זה ממומן על ידי מעבדת ההגנה הלאומית ההודית והוא נועד בעיקר לחקירה ואופטימיזציה של השימוש בשמש תת-מימית אֵנֶרְגִיָה. להפעיל חיישנים תת-מימיים שונים וציוד ניטור". מחקר זה פותח כיוונים חדשים ליישום אנרגיה סולארית מתחת למים.