Ученые разрабатывают подводные фотоэлектрические элементы

Ученые из Военно-морской Научно-исследовательской лаборатории (NRL) в настоящее время ведут работы в области создания подводных фотоэлектрических элементов с широкой запрещенной зоной, которые будут способны производить достаточно энергии для работы электронных сенсорных систем на глубине до 9 метров.

На сегодняшний день функционирование подводных автономных систем и сенсорных платформ сильно ограничено из-за отсутствия стабильных и продолжительных источников энергии. Все подобные системы используют энергию, поставляемую с берега, либо получают питание от аккумулятора, который имеет достаточно ограниченный срок службы.

Попытки использовать фотоэлементы для подводных систем до настоящего времени также имели ограниченный успех, в первую очередь из-за нехватки проникающего солнечного света. Ведь солнечные батареи в большинстве своем оптимизированы под наземный солнечный спектр.

Несмотря на абсолютную интенсивность солнечной радиации под водой, спектральный состав света узок. Следовательно, высокая эффективность преобразования солнечного света станет достижима, если фотоэлектрический элемент будет оптимизирован под диапазон определенных длин волн.

Предыдущие попытки разработки подводных солнечных батарей были основаны на использовании кристаллических кремниевых солнечных элементов и затем аморфных кремниевых элементов.

Однако, ученые установили, что

для подводной работы наиболее подходящими являются высококачественные элементы из фосфид-индия-галлия (GaInP). Эти элементы обладают высокой квантовой эффективностью в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм (видимый свет) и, по сути, производят темновой ток, что имеет решающее значение для обеспечения высокой эффективности в условиях низкой освещенности.

Кроме того, фильтрованный под водой солнечный спектр смещен в сторону сине/зеленой его части, что дает дополнительное преимущество использованию элементов GaInP с более широкой запрещенной зоной.

Предварительные результаты при максимальной глубине 9,1 метра показали выходную мощность 7 Ватт на 1 кв.м. солнечных батарей.

Источник(и):

1. cheburek.net