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太陽能電池在水下是如何工作的
發布時間:2020-08-18      點擊次數:334

       雖然太陽能電池在置于水下時,發電功率會大幅降低,這是對這個課題的研究也并非毫無益處。近日印度的研究人員就表示,置于水中的太陽能電池可以用于監測傳感器,從而應用于商業和國防領域。

       位于皮拉尼-海得拉巴校區的伯拉理工學院、印度理工學以及印度國防材料研發機構的科學家們表示,采用松下的非晶硅電池作為測試對象,浸在水中的太陽能電池相對來說處于一個較低的溫度,是理想的清潔環境。然而,在水中受到的太陽能輻射明顯降低,在引用另一項研究時,科學家小組表示,單晶和多晶硅電池在1米深的水下時,轉換效率會下降20%,但是非晶硅類電池在1.5米深的水下轉換效率降低的較少,這一對比數據令人興奮:剩余的轉換效率就足以為水下電子設備供電。

       科學家們在水深20厘米的地方測試了一種非晶硅電池片,這種電池片的表面涂有聚二甲基硅氧烷(PDMS),PDMS是光電應用中最為廣泛使用的硅基有機聚合物。據研究人員介紹,PDMS具有優異的光學性能和疏水性?!斑@是一種惰性的,無毒的,不易燃的聚合物”,這種涂層方式提高了2.79%的電池片功率。

       研究小組之所以選擇非晶硅電池,因為它們具有吸收光線的光譜敏感性,而光線的可見波長范圍基本上在380-780納米之間。研究人員說,這使得非晶硅電池成為水下環境的理想選擇,在水中,隨著深度的增加,光譜會變窄,較長的波長在初始深度穿透。實際上,非晶硅電池在室內和室外的應用早就屢見不鮮。

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圖片:在試驗時太陽能電池被分別置于四種不同類型的水中。來源:印度伯拉理工學院,皮拉尼-海得拉巴校區

       在使用SS50AA光伏模擬器測試松下電池片的性能時,電池片被浸在四種環境的水中:去離子水、湖水、海水、用買來的含有3.5%鹽度的海鹽和其他水雜質制作的人造海水。經過實驗對比,在湖水中松下電池片的表現最差,細菌、藻類和其他雜質降低了液體的透明度。最佳輸出功率為0.0367 W,這是在去離子水深度為2米時獲得的數據,而海水和人造海水在同樣的深度時,分別為0.0337 W和0.0320W。

       “雖然還面臨著很多挑戰和局限性,但是從目前獲得的結果表明,光伏發電技術在水下監測傳感器或設備,以及現代電力電子的各種其他商業和國防應用中,存在著巨大的潛力?!毖芯咳藛T們在文章中寫道,這一研究以《分析非晶硅太陽能電池在不同水下環境下的太陽輻照結果》為標題,發表在國際能源研究雜志上。

       這項研究的協調負責人,同時也是比爾拉技術與科學學院(BITS-Pilani)的教授Sanket Goel表示“這項研究工作由印度國防實驗室提供資金支持,主要是為了探索和優化利用水下太陽能來操作各種水下傳感器和監視設備?!边@項研究為太陽能在水下的應用開拓了新的方向。

       來源:PV –magazine


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