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研究太阳辐照度及水下单晶和多晶太阳能电池的性能分析
摘要： 借助现代技术的水下光伏（PV）系统，可为海洋电子设备、海军部队及众多远程操控水下电力系统长期缺电问题提供潜在解决方案。目前这类系统多依赖传统电池供电，存在体积笨重、成本高昂且需定期维护更换的缺陷。通过光伏电池利用水下太阳能不仅简单可靠，还具有显著优势——水体本身能提供冷却、清洁功能，并规避陆地环境限制带来的挑战。本研究通过实验探究了水中太阳辐射及其随水质条件变化的情况，重点分析了单晶硅与多晶硅太阳能电池在不同水深（最深20厘米）及多种水质条件（含盐度、细菌、藻类等杂质）下的性能表现。实验数据显示：在海水条件下，单晶与多晶太阳能电池最大功率输出分别下降65.85%和62.55%；去离子水环境下相同深度降幅为63.06%和60.72%。这些结果表明水下蕴含着可观的太阳能开发潜力，相关实验研究为后续高效利用水下光伏电池奠定了基础。
关键词： 单晶硅太阳能电池、水下太阳辐射、光伏技术、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、水盐度、多晶硅太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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不同水质条件下浸没式多晶光伏电池的性能分析
摘要： 通过太阳能光伏电池探索水下太阳能利用，能充分利用地球表面广阔的水域空间，这一方式具有巨大优势。尽管随着水深增加，太阳辐射量会减少，但水体能为水下光伏电池提供持续的冷却和清洁作用。由于大多数光伏电池是针对陆地、干燥环境等条件校准的，且太阳光谱会随水深增加而变窄，开发水下光伏电池面临诸多挑战与限制。不过，水下光伏电池的应用在商业和国防领域具有灵活性，如传感器、水质监测系统、自主航行器、水下滑翔机等设备均可采用。本文首先建立了光伏电池光谱的数学模型，以纳入太阳辐照度随水深变化的情况；随后设计并搭建了模拟水下环境的实验装置；最后基于不同水质和水下深度研究了多晶封装光伏电池的性能。本文证实，利用光伏电池可获取足量的水下太阳能，为各类设备和系统提供动力。
关键词： 聚二甲基硅氧烷（PDMS）、光伏电池、水下太阳能发电、多晶太阳能电池、太阳光谱、水盐度、太阳辐照度
更新于2025-09-16 10:30:52
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不同水环境中非晶硅与单晶硅太阳能电池的水下特性表征与监测
摘要： 大多数太阳能光伏（PV）电池仅限于太空、旱地和屋顶应用，这为探索光伏电池在水下环境中的性能提供了广阔空间。此类水下太阳能具有巨大潜力，可应用于传感器、水下航行器、自主供电系统等诸多商业和国防领域。当前太阳能光伏系统的另一主要制约因素是光伏电池的冷却与清洁问题，而将其置于水下即可解决该难题。尽管水下太阳光谱本身会发生变化且随水深增加而变窄，但可能的解决方案之一是选用适合的水下最大功率转换光伏电池类型。本研究设计并搭建了水下环境实验装置，进一步采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）封装光伏电池，通过多种表征手段检测非晶硅与单晶硅电池在不同水质中的表现。该研究有助于深入理解水深、光伏电池类型、盐度、总溶解盐及其他杂质等影响水下光伏电池性能的关键因素，从而更好地监测其水下工作特性。
关键词： 水盐度，单晶硅太阳能电池，水下太阳能发电，聚二甲基硅氧烷（PDMS），光伏（PV）技术，非晶硅太阳能电池
更新于2025-09-12 10:27:22