研究目的
研究单晶硅和多晶硅太阳能电池在水下环境中的性能,以探索水下光伏系统作为海洋电子设备及其他水下应用可持续电源的潜力。
研究成果
研究表明,单晶硅和多晶硅太阳能电池即使在含盐量和其他杂质的水下环境中也能产生有效电能。虽然最大功率输出下降明显,但仍显示出水下应用的潜力。该发现鼓励进一步探索太阳能光伏技术作为水下电源的可行性,同时需考虑户外环境中的湍流和温度等因素。
研究不足
该研究在受控的室内条件下进行,未考虑太阳能电池在存在湍流和温度变化等户外水下环境中的性能表现。实验深度限制在20厘米以内,且未探究更深水域的影响。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过实验装置分析单晶硅和多晶硅太阳能电池在不同水质条件(去离子水、海水、人工海水和湖水)及20厘米水深下的性能表现。太阳能电池采用PDMS材料封装以实现水下防护。
2:样本选择与数据来源:
实验使用单晶硅与多晶硅太阳能电池。水下太阳辐射通过潜水式总辐射表传感器进行测量。
3:实验设备与材料清单:
包含AAA级太阳模拟器系统(型号:SS50AAA,符合标准测试条件STC)、美国Apogee仪器公司生产的潜水式总辐射表(PYR)传感器、韩国IXYS公司的单晶太阳能电池以及中国Kitronik有限公司的多晶太阳能电池。
4:实验流程与操作规范:
将太阳能电池置于0-20厘米不同水深处,分析其在各类水质环境中的性能表现。通过精密源测量单元测定IV特性与PV特性参数。
5:数据分析方法:
基于水下太阳辐射衰减程度及其对太阳能电池电学参数的影响进行性能评估。
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Precision Source/Measure Unit
B2912A
Keysight technologies
Used for measuring IV and PV characteristics of solar cells.
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Solar simulator system
SS50AAA
Used for simulating solar radiation under standard test conditions.
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Submersible Pyranometer Sensor
PYR
Apogee Instruments Inc, USA
Used for measuring solar radiation underwater.
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Monocrystalline Solar cell
IXYS, South Korea
Used for performance analysis in underwater conditions.
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Polycrystalline Solar cell
Kitronik Ltd, China
Used for performance analysis in underwater conditions.
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