Южнокорейские учёные испытали солнечную панель, стабильно работающую под водой

Специалисты из Междисциплинарного института будущих энергий в Южной Корее представили новую модель поликристаллической солнечной батареи, способную работать в водной среде с показателем преобразования энергии более 21 процента. Это достижение открывает перспективы для автономных устройств в океанах и реках.

Разработка основана на поликристаллическом кремнии, где ключевую роль играет ультратонкий слой оксида галлия толщиной всего 2,3 нанометра. Этот материал выполняет сразу несколько функций: он защищает поверхность от коррозии, минимизирует отражения света и улучшает сбор зарядов. Для транспортировки электронов используется серебряная шина, а дополнительное покрытие из нитрида кремния усиливает поглощение солнечных лучей. Вся конструкция размером 12 на 12 миллиметров заключена в герметичный корпус, напечатанный на 3D-принтере, что обеспечивает надежную защину от проникновения воды. Десять таких элементов соединены последовательно, что повышает общую производительность.

Тестирование проводилось в четырех вариантах: без защитного слоя в воздухе, с ним в воздухе, без слоя в воде и с ним в воде. Под импульсным белым освещением батарея с оксидом галлия в водной среде показала эффективность 21,56 процента. Для сравнения, необработанные аналоги в воде достигли лишь 19,36 процента, а в воздухе — 17,87 процента. Такие результаты объясняются свойствами оксида галлия: широкой запрещенной зоной, высокой прозрачностью и устойчивостью к химическим воздействиям, что способствует лучшему току и транспорту зарядов.

По сравнению с предыдущими проектами, такими как индийские эксперименты 2020 года по подводным панелям или китайские системы без линз 2022 года, новая батарея демонстрирует заметный прогресс в эффективности без дополнительных оптических элементов. Водная среда, в отличие от наземной, предлагает преимущества: более низкие температуры снижают риск перегрева, а естественная фильтрация предотвращает накопление загрязнений на поверхности.

Применение такой технологии может расшириться на сферу мониторинга морских экосистем, где сенсоры для наблюдения за температурой, соленостью и биологической активностью смогут работать автономно. Кроме того, она подходит для коммерческих установок, таких как подводные кабели связи, и оборонных систем, требующих надежного энергоснабжения на глубине. Устойчивость к окислению и долговечность в воде делают ее ценным решением для экстремальных условий.

Источник: pv-magazine.com