یک تیم از دانشمندان دانشگاه یوننان در چین، موفق به آزمایش سلول‌های خورشیدی زیر آب در عمق ۱۰ متری دریای چین جنوبی شدند. این سلول‌ها توانستند در مدت دو ساعت انرژی کافی برای شارژ باتری‌های لیتیوم-یونی جمع‌آوری کنند.
به گفته ون-هوا ژانگ، یکی از محققان این پروژه، تاکنون مطالعات بسیار کمی در مورد سلول‌های خورشیدی زیر آب انجام شده است و تمامی آن‌ها بر روی عمق‌های کم‌تر از دو متر متمرکز بوده‌اند. این تحقیق، اولین تأیید عملکردی سلول‌های خورشیدی غوطه‌ور در عمق‌های تا ۱۰ متر را ارائه می‌دهد و دامنه کاربرد آن‌ها را به طور قابل توجهی گسترش می‌دهد.
این سلول‌های خورشیدی می‌توانند به مدت حدود پنج سال و نیم کار کنند و به زودی به یک منبع انرژی مناسب برای تأمین برق حسگرها، دوربین‌ها و سیستم‌های ارتباطی زیر آب تبدیل شوند.
کاربردهای بالقوه سلول‌های خورشیدی زیر آب
محققان اشاره کردند که دستگاه‌های خارج از شبکه در عمق‌های مختلف آب برای پشتیبانی از عملیات‌های زیر آب و اکتشافات علمی به کار می‌روند. سلول‌های خورشیدی زیر آب، در ترکیب با سایر روش‌های تولید انرژی، می‌توانند برق مورد نیاز تجهیزات مانند حسگرها و آشکارسازهای ثابت زیر آب را تأمین کنند.
این سلول‌ها از نوع پرواستیت سرب هالید ساخته شده‌اند که یک نوع کریستال نیمه‌هادی است. برای افزایش کارایی این سلول‌ها، محققان پلیمر خاصی به نام پلی‌هگزامتیلن گوانیدین هیدروکلراید را به ترکیب اضافه کردند که به جذب بیشتر الکترون‌ها کمک می‌کند.
سلول‌های خورشیدی طراحی شده به گونه‌ای هستند که بتوانند طیف نوری که از ۵ تا ۱۰ متر زیر آب به آن‌ها می‌رسد را جذب کنند. این طیف عمدتاً شامل طول موج‌های کوتاه‌تر و آبی-سبز (بین ۴۰۰ تا ۶۰۰ نانومتر) است، زیرا بیشتر طول موج‌های قرمز در آب‌های کم عمق از بین می‌روند.
نتایج آزمایشات میدانی
این سلول‌ها در آزمایشات میدانی با استفاده از ربات‌های از راه دور به عمق‌های مختلفی از جمله دو، شش و ده متر منتقل شدند. در عمق دو متر، این سلول‌ها ۱,۴۱۶ میلی‌وات ساعت انرژی جمع‌آوری کردند؛ در عمق شش متر، ۷۵۲ میلی‌وات ساعت و در عمق ده متر، ۳۲۴ میلی‌وات ساعت انرژی تولید کردند.
تمامی باتری‌های لیتیوم-یونی به اندازه کافی انرژی برای روشن کردن یک تابلو LED دریافت کردند. این فناوری می‌تواند به زودی به تأمین انرژی برای سیستم‌های ارتباطی، ایستگاه‌های نظارت صوتی یا حتی زیستگاه‌های انسانی زیر آب کمک کند.
این تحقیق در مجله Joule منتشر شده و به عنوان یک گام مهم در جهت استفاده عملی از سلول‌های خورشیدی پرواستیت در محیط‌های زیر آب شناخته می‌شود.
اگر این روایت برایتان جالب بود، کشف بعدی را از پیشنهادهای پایین انتخاب کنید.