虽然
太阳能电池在置于水下时,发电功率会大幅降低,这是对这个课题的研究也并非毫无益处。近日印度的研究人员就表示,置于水中的太阳能电池可以用于监测传感器,从而应用于商业和国防领域。
位于皮拉尼-海得拉巴校区的伯拉理工学院、印度理工学以及印度国防材料研发机构的科学家们表示,采用松下的
非晶硅电池作为测试对象,浸在水中的太阳能电池相对来说处于一个较低的温度,是理想的清洁环境。然而,在水中受到的太阳能辐射明显降低,在引用另一项研究时,科学家小组表示,单晶和多晶硅电池在1米深的水下时,转换效率会下降20%,但是非晶硅类电池在1.5米深的水下转换效率降低的较少,这一对比数据令人兴奋:剩余的转换效率就足以为水下电子设备供电。
科学家们在水深20厘米的地方测试了一种非晶硅电池片,这种电池片的表面涂有聚二甲基硅氧烷(PDMS),PDMS是光电应用中最为广泛使用的硅基有机聚合物。据研究人员介绍,PDMS具有优异的光学性能和疏水性。“这是一种惰性的,无毒的,不易燃的聚合物”,这种涂层方式提高了2.79%的电池片功率。
研究小组之所以选择非晶硅电池,因为它们具有吸收光线的光谱敏感性,而光线的可见波长范围基本上在380-780纳米之间。研究人员说,这使得非晶硅电池成为水下环境的理想选择,在水中,随着深度的增加,光谱会变窄,较长的波长在初始深度穿透。实际上,非晶硅电池在室内和室外的应用早就屡见不鲜。
在使用SS50AA光伏模拟器测试松下电池片的性能时,电池片被浸在四种环境的水中:去离子水、湖水、海水、用买来的含有3.5%盐度的海盐和其他水杂质制作的人造海水。经过实验对比,在湖水中松下电池片的表现最差,细菌、藻类和其他杂质降低了液体的透明度。最佳输出功率为0.0367 W,这是在去离子水深度为2米时获得的数据,而海水和人造海水在同样的深度时,分别为0.0337 W和0.0320W。
“虽然还面临着很多挑战和局限性,但是从目前获得的结果表明,光伏发电技术在水下监测传感器或设备,以及现代电力电子的各种其他商业和国防应用中,存在着巨大的潜力。”研究人员们在文章中写道,这一研究以《分析非晶硅太阳能电池在不同水下环境下的太阳辐照结果》为标题,发表在国际能源研究杂志上。
这项研究的协调负责人,同时也是比尔拉技术与科学学院(BITS-Pilani)的教授Sanket Goel表示“这项研究工作由印度国防实验室提供资金支持,主要是为了探索和优化利用
水下太阳能来操作各种水下传感器和监视设备。”这项研究为太阳能在水下的应用开拓了新的方向。