Ученые из Междисциплинарного института будущих энергий (Южная Корея) успешно испытали первую в мире солнечную батарею, способную работать под водой. Это открытие способно дать существенную перспективу для установки таких автономных устройств в различных водоемах.
В основе этой разработки лежит поликристаллический кремний, который улучшен за счет добавления тонкого слоя оксида галлия толщиной 2,3 нм. Этот тонкий слой играет важную роль с устройстве батарей: он одновременно защищает батарею от разрушения, уменьшает объем отраженного света и помогает эффективнее собирать электрические заряды.
Для переноса электронов используется серебряная шина. Кроме того, в конструкцию был добавлен слой нитрида кремния, который позволяет поглощать больше солнечного света. Вся эта конструкция размером 12 на 12 мм надежно защищена от влаги с помощью специального корпуса, напечатанного на 3D-принтере. Для увеличения общей мощности 10 таких защищенных элементов соединены вместе последовательно.
Испытывали солнечную батарею в четырех условиях: на воздухе с защитным слоем и без него, а также в воде с защитным слоем и без него. Результат показал, что батарея с защитным слоем оксида галлия в воде имела эффективность 21,56%. Без защитного слоя в воде эффективность упала до 19,36%, а на воздухе — до 17,87%. Такое улучшение объясняется уникальными свойствами оксида галлия. Он пропускает свет, устойчив к воде и другим веществам, и способствует лучшему прохождению электрического тока.
Новая солнечная батарея эффективнее предыдущих разработок за счет того, что вода, в отличие от воздуха, создает более благоприятные условия. Низкие температуры предотвращают перегрев, а естественная очистка воды препятствует загрязнению поверхности батареи, утверждают разработчики.
Эта технология найдет применение в разных областях. Например, в мониторинге океана. Так, автономные датчики смогут измерять температуру и соленость воды, а также следить за жизнью в океане. Помимо этого, она полезна для обеспечения энергией подводных кабелей связи и оборонных систем на больших глубинах. Благодаря устойчивости к коррозии и долгому сроку службы, эта технология хорошо подходит для работы в сложных условиях.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как в Финляндии обеспечили целый город отоплением песчаной батареей.
