研究目的
探索光伏电池在水下环境中的性能表现,并通过将光伏电池置于水下以克服太阳能光伏系统的冷却与清洁限制。
研究成果
聚二甲基硅氧烷(PDMS)封装提高了太阳能电池的功率输出。由于非晶硅太阳能电池在弱光条件下表现良好,在不同水环境下其性能优于单晶硅太阳能电池。该研究表明太阳能光伏技术在水下具有商业和国防应用的潜力。
研究不足
该研究的局限性在于阳光的水下穿透能力以及所使用的光伏电池主要针对陆地光谱进行优化。水下太阳能电池的性能受水深、电池类型、盐度、总溶解盐量及其他杂质的影响。
1:实验设计与方法选择:
设计并实施了一个实验装置,利用螺旋推进机构为太阳能光伏电池创造水下环境。
2:样本选择与数据来源:
使用单晶和非晶太阳能电池(封装于PDMS材料中),在不同水质条件下进行特性表征。
3:实验设备与材料清单:
SS50AAA级(AAA级)太阳光模拟器(配备氙短弧灯)、B2912A精密源测量单元、Adwa 8000型pH/mV/电导率/TDS/温度台式测量仪、带自动温度补偿的手持折射仪。
4:实验流程与操作步骤:
在不同水深及水质类型(普通水、去离子水、海水、人工海水)条件下对水下太阳能电池进行特性测试。
5:数据分析方法:
通过分析I-V和P-V曲线监测水下太阳能光伏电池的性能特性。
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Solar Simulator SS50AAA
Class AAA
Used for the characterization of Solar cells underwater with Xenon Short arc lamp of 150W, Air mass AM1.5G.
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B2912A precision source/measure unit
Keysight technologies
Used to obtain the I-V and P-V curves of the Solar cells.
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Adwa 8000 pH/mV/EC/TDS/Temperature Bench Meter
Used to characterize the four different water-types.
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Handheld Refractometer
Erma Inc, Japan
Used to measure the salinity of the natural seawater and prepared seawater with automatic temperature compensation.
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