В Научно-исследовательской лаборатории ВМФ США разработаны солнечные батареи с широкой запрещённой зоной. Как заявляется, они наилучшим образом подходят для эффективного производства энергии, достаточной для работы электронных сенсорных систем на глубине до 9 метров.
Подводные автономные системы и сенсорные платформы сильно ограничены в использовании из-за отсутствия долгоживущего источника энергии. То, что питает их сегодня, расположено или на берегу, или на надводной платформе. Попытки применения традиционных солнечных батарей не над, а под водой (и чтобы враг не догадался!) не имели успеха — в первую очередь из-за недостатка солнечного света, а также в силу использования батарей, приспособленных к работе с обычным, наземным спектром. Причём, по словам учёных, хотя вода и абсорбирует солнечный свет, основная техническая проблема состоит в разработке батареи, которая могла бы эффективно конвертировать оставшиеся «подводные» фотоны в электричество.
График отражает зависимость плотностей энергий, даваемых ячейками на основе GaInP (синие точки) и кристаллическом кремнии (красные) на глубине 9 м (иллюстрация US Naval Research Laboratory).
Несмотря на то что абсолютная интенсивность солнечного облучения под водой ниже, спектральный состав оставшегося потока фотонов узок, что должно способствовать высокой конверсионной эффективности, если солнечная батарея «заточена» под спектр падающих на неё длин волн. Все предыдущие попытки использовать солнечные батареи под водой концентрировались на применении ячеек на монокристаллическом кремнии, а совсем недавно и на аморфном.
Исследователи установили, что для подводных приложений прекрасно подходят высококачественные ячейки на основе галлий-индиевого фосфида (GaInP). Они обладают высокой квантовой эффективностью на фотонах с длиной волны между 400 и 700 нм (видимый свет) и низким уровнем теневого тока, что критически важно для высокой эффективности в условиях слабого освещения. Спектр солнечного света в подводном мире ограничен в основном волнами из голубой и зелёной области, а потому фотогальванические ячейки с большой шириной запрещённой зоны, каковыми и являются батареи на GaInP, будут работать значительно лучше традиционных кремниевых.
Предварительные испытания на глубине 9,1 м показали выход электроэнергии на уровне 7 Вт/м² солнечной батареи; откровенно говоря, мало, но, кажется, достаточно для тех задач, которые ставятся перед батареями. Только вот опять же цена индия... С другой стороны, разве может сверхдержава поскупиться на военные нужды?
Подготовлено по материалам Научно-исследовательской лаборатории ВМФ США.
Подводные автономные системы и сенсорные платформы сильно ограничены в использовании из-за отсутствия долгоживущего источника энергии. То, что питает их сегодня, расположено или на берегу, или на надводной платформе. Попытки применения традиционных солнечных батарей не над, а под водой (и чтобы враг не догадался!) не имели успеха — в первую очередь из-за недостатка солнечного света, а также в силу использования батарей, приспособленных к работе с обычным, наземным спектром. Причём, по словам учёных, хотя вода и абсорбирует солнечный свет, основная техническая проблема состоит в разработке батареи, которая могла бы эффективно конвертировать оставшиеся «подводные» фотоны в электричество.
График отражает зависимость плотностей энергий, даваемых ячейками на основе GaInP (синие точки) и кристаллическом кремнии (красные) на глубине 9 м (иллюстрация US Naval Research Laboratory).
Несмотря на то что абсолютная интенсивность солнечного облучения под водой ниже, спектральный состав оставшегося потока фотонов узок, что должно способствовать высокой конверсионной эффективности, если солнечная батарея «заточена» под спектр падающих на неё длин волн. Все предыдущие попытки использовать солнечные батареи под водой концентрировались на применении ячеек на монокристаллическом кремнии, а совсем недавно и на аморфном.
Исследователи установили, что для подводных приложений прекрасно подходят высококачественные ячейки на основе галлий-индиевого фосфида (GaInP). Они обладают высокой квантовой эффективностью на фотонах с длиной волны между 400 и 700 нм (видимый свет) и низким уровнем теневого тока, что критически важно для высокой эффективности в условиях слабого освещения. Спектр солнечного света в подводном мире ограничен в основном волнами из голубой и зелёной области, а потому фотогальванические ячейки с большой шириной запрещённой зоны, каковыми и являются батареи на GaInP, будут работать значительно лучше традиционных кремниевых.
Предварительные испытания на глубине 9,1 м показали выход электроэнергии на уровне 7 Вт/м² солнечной батареи; откровенно говоря, мало, но, кажется, достаточно для тех задач, которые ставятся перед батареями. Только вот опять же цена индия... С другой стороны, разве может сверхдержава поскупиться на военные нужды?
Подготовлено по материалам Научно-исследовательской лаборатории ВМФ США.
Источник: http://science.compulenta.ru/685421/
0 комментариев:
Комментариев нет.