При погружении в воду солнечные батареи теряют большую долю производительности, но не становятся бесполезными. Индийские специалисты доказали, что под водой фотоэлементы можно использовать для обеспечения работы сенсоров, а также ряда других коммерческих приложений. В эксперименте был задействован аморфный кремниевый солнечный элемент компании Panasonic.
В рамках исследования свойств солнечного элемента из аморфного кремния под водой экспериментаторы из Технологического института Канпура и Технологического института Бирла выяснили, что он окажется пригодным для зарядки некоторых подводных устройств, при этом низкие температуры повысят его производительность, а вода обеспечит самоочищение панели.
В водной среде фотоэлементы теряют производительность из-за сниженного солнечного излучения, однако группа ученых заявила, что это справедливо не для всех панелей. Моно-и поликристаллические элементы действительно теряют до 20% своей производительности, тогда как панели из некристаллического кремния при погружении менее чем на полтора метра имеют более высокий показатель конверсии, а значит, и потенциал для использования в малых электронных устройствах разного назначения.
При проведении эксперимента они погрузили в воду на глубину двух метров солнечный элемент из аморфного кремния с покрытием из полидиметилсилоксана (PDMS) – одного из самых распространенных полимеров в оптоэлектронных устройствах. PDMS является идеальным покрытием для такого испытания из-за своих водоотталкивающих свойств, инертности, нетоксичности и негорючести.
Покрытие из PDMS повысило производительность солнечного элемента на 2.79%.Ученые объяснили, что некристаллический кремний является наилучшим материалом для подводных солнечных элементов благодаря своей спектральной чувствительности при длине волн 380-780 нм. Испытания были проведены в четырех типах водной среды: деионизированной, пресной озерной, морской и искусственном соленом растворе (3.5%) на основе морской соли.
Худший показатель производительности получен в озерной воде, где бактерии, водоросли и другие естественные загрязнения значительно снизили прозрачность среды. Наилучший показатель конверсии в 0.0367 Вт был достигнут в деионизированной воде, а в натуральной и искусственной морской воде он составил 0.0337Вт и 0.0320 Вт, соответственно.
Анализ последствий подводного солнечного излучения на фотоэлементе из аморфного кремния в различных средах был опубликован в научном журнале Energy Research.