Su mühitində işləyən günəş panelləri havadan daha səmərəli ola bilər. İşıq toplayan səthlərin davamlı soyudulması və təmizlənməsi panelləri tam suya batırmağın faydalarından yalnız bir neçəsidir. Əsas maneə uzun müddətdir ki, su ilə təmasda olan hüceyrələrin kimyəvi parçalanması riski olub, lakin Cənubi Koreya alimləri bir irəliləyiş etməyə hazırdırlar.
Cənubi Koreyanın Gələcəyin Enerjisi üzrə Çoxsahəli Açar İnstitutunun (MCIFE) tədqiqatçıları su ilə birbaşa təmasda işləmək üçün nəzərdə tutulmuş polikristal günəş elementi istehsal ediblər — yarımkeçirici-su interfeysindən işıq toplamaq. Bildirilir ki, hüceyrə işığın udulmasını yaxşılaşdırır, səthin əks olunmasını azaldır və sualtı mühitlərdə ətraf mühitin təsirindən qorunma təmin edir.
Hələ 2020-ci ildə Birla Texnologiya və Elm İnstitutundan, Hindistanın Kanpur Texnologiya İnstitutundan və Müdafiə Materiallarından olan elm adamları sualtı günəş batareyasının yerləşdirilməsinin səmərəliliyini öyrəndilər. Onların tapıntılarına görə, suya batmış günəş batareyaları aşağı temperaturdan və təbii təmizlənmədən faydalanır.
«Çətinliklərə və məhdudiyyətlərə baxmayaraq, nəticələr günəş batareyası texnologiyasının sualtı sensorlar və ya monitorinq cihazlarında, eləcə də qabaqcıl enerji elektronikası ilə müxtəlif kommersiya və müdafiə proqramlarında istifadə üçün böyük potensiala malik olduğunu nümayiş etdirir», — tədqiqatçılar yekunlaşdırıblar.
Cənubi Koreyadan olan elm adamları sualtı günəş hüceyrələri üçün örtük materialı kimi qalium oksidin (Ga₂O₃) xassələrini araşdırdılar və bir sıra faydalı xüsusiyyətlər təklif etdilər: sabitlik, təkmilləşdirilmiş foton toplanması və azaldılmış əks etdirmə. Təcrübələr üçün 12 mm tərəfləri və 2,3 nm qallium oksid örtüyü olan tək hüceyrə yaradıldı və həm havada, həm də su altında sınaqdan keçirildi. Müqayisə üçün Ga₂O₃ örtüyü olan və olmayan polikristal silisium hüceyrələri eyni vaxtda suda sınaqdan keçirilmişdir.
Təcrübələr göstərdi ki, Ga₂O₃ təbəqəsi və örtüyü su altında hüceyrə tərəfindən işığın toplanması üçün ən yaxşı şərait yaradır. Kaplamanın özü qoruyucu və əks-refektiv təbəqə rolunu oynadı (məsələn, su altında adi polikristal hüceyrənin işini yaxşılaşdırdı) və əlavə foton toplayan Ga₂O₃ təbəqəsi cari generasiyanı daha da yaxşılaşdırdı.
Həm qalium oksidi təbəqəsi, həm də qoruyucu örtüyü olan hüceyrənin son səmərəliliyi rekord qıran 21,56% idi. Ondan sonra 19,36%-lə sualtı istifadə üçün adi polikristal hüceyrə, 19,04%-lə qallium oksidi ilə örtülmüş polikristal hüceyrə və cəmi 17,87%-lə şərti polikristal hüceyrə gəlir.
«Nəticələr göstərir ki, Ga₂O₃ varlığı həm hava, həm də su mühitində foto cərəyanı əhəmiyyətli dərəcədə artırır», — alimlər vurğulayıblar. “Qeyd edək ki, Ga₂O₃ örtüyü və su təbəqəsi altında ən yüksək foto cərəyan müşahidə olunur ki, bu da Ga₂O₃ və suyun birləşmiş təsirinin yük ötürmə səmərəliliyini artırdığını göstərir.”
Sualtı istifadə üçün nəzərdə tutulmuş günəş batareyası sualtı tətbiqlər üçün sensorlardan tutmuş dronlara qədər maraqlı həllər əldə edə bilər ki, bu da uzaq avtonom platformalar üçün yalnız batareyalara etibar etmə ehtiyacını aradan qaldıracaq. Nəhayət, sualtı mühitlər həmişə insanların məskunlaşması üçün perspektivli sahə hesab edilmişdir. Günəş işığı sualtı yaşayış yerlərini gücləndirmək üçün yaxşı alternativdir.
