Forskare vid the U.S. Naval Research Laboratory (NRL), Electronics Science and Technology Division har forskat kring utvecklingen av solceller i material med högt bandgap som kan producera tillräckligt mycket effekt för att driva elektroniska sensorsystem på ett djup av 9 meter.

Autonoma undervattenssystem och sensorplattformar är starkt begränsade av bristen på kraftkällor med lång uthållighet. Hittills måste dessa system förlita sig på kraft från land, batterier eller solenergi från plattformar ovanför vattenytan. Försök att använda fotovoltaiska lösningar har haft en begränsad framgång, främst på grund av bristen på penetrerande solljus och användning av solceller optimerade för det obehindrade, markbundna solspektrat.

– Användningen av autonoma system som kan ge situationsmedvetenhet och långsiktig miljöövervakning under vattenytan ökar. Även om vatten absorberar solljus är den tekniska utmaningen att utveckla en solcell som effektivt kan omvandla dessa undervattensfotoner till elektricitet, säger Phillip Jenkins, chef för NRL Imagers and Detectors Section.

Även om den absoluta intensiteten av solstrålningen är lägre under vattnet, är det spektrala innehållet snävt och lämpar sig för hög omvandlingseffektivitet om solcellen är väl anpassad för våglängdsområdet. Tidigare försök att driva solceller under vattnet har fokuserat på solceller i kristallint kisel och på senare tid, på solceller i amorft kisel.

Högkvalitativa gallium indiumfosfid (GaInP- celler är väl lämpade för undervattensbruk. GaInP-celler har hög kvanteffektivitet i våglängder mellan 400 och 700 nanometer (synligt ljus) och en inneboende låg mörkerström, vilket är kritiskt för hög effektivitet under svaga ljusförhållanden.

Det filtrerade spektrumet solljus under vattenytan är förskjutet mot den blå-gröna delen av spektrumet och därför presterar celler med högre bandgap såsom GaInP mycket bättre än konventionella kiselsolceller, menar Jenkins.

Preliminära resultat på ett maximalt djup av 9,1 meter ger 7 watt per kvadratmeter solceller vilket är tillräckligt för att visa det är möjligt att använda solenergi vid de djup som är vanliga i kustnära områden, enligt ett pressmeddelande.

Filed under: Utländsk Ekonomi