MCIFE-ს მკვლევარებმა შეიმუშავეს ულტრათხელი გალიუმის ოქსიდის ფენის მქონე მზის პანელი, გალიუმის ოქსიდის ფენა უზრუნველყოფს დაცვას და წყალქვეშა გარემოში 21.56%-მდე ზრდის ეფექტურობას.
მსოფლიო განახლებად ენერგიაზე გადასვლისას, მეცნიერები ცდილობენ გააფართოვონ მზის ტექნოლოგიების შესაძლებლობები სტანდარტული გამოყენების მიღმა. განსაკუთრებული ყურადღება ექცევა მზის პანელების მუშაობას რთულ პირობებში, მათ შორის წყალქვეშა გარემოში.
მომავლის ენერგიის მულტიდისციპლინური ინსტიტუტის (MCIFE) სამხრეთ კორეელმა მკვლევარებმა წარმოადგინეს პოლიკრისტალური მზის პანელები ულტრათხელი გალიუმის ოქსიდის (Ga₂O₃) ფენით, რომელიც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ეფექტურობას და უზრუნველყოფს დაცვას წყლის კოროზიული ზემოქმედებისგან.
წყალქვეშა მზის ენერგიის გენერაციის ტექნოლოგია
მთავარი ინოვაცია Ga₂O₃-ის ფენაა, რომლის სისქე მხოლოდ 2.3 ნანომეტრია და რომელიც პოლიკრისტალური სილიციუმის ზედაპირზეა დალექილი. ეს ბარიერი რამდენიმე ფუნქციას ასრულებს: ის ამცირებს სინათლის არეკვლას, აუმჯობესებს შთანთქმას, პასივაციას უკეთებს ზედაპირულ დეფექტებს და იცავს მასალას წყალში დეგრადაციისგან. ტრადიციული გადაწყვეტილებებისგან განსხვავებით, ნახევარგამტარული-წყლის ეს ინტერფეისი არა მხოლოდ ოპტიმიზაციას უკეთებს მზის ელემენტის მუშაობას, არამედ მას წყალქვეშა გარემოში არსებული დაჟანგვისა და ქიმიური რეაქციების მიმართ მდგრადს ხდის.
მუშაობის პრინციპი და ეფექტურობა
შემუშავებული 12×12 მმ მოწყობილობა აღჭურვილია ვერცხლისფერი ზოლით მუხტის შეგროვების გასაუმჯობესებლად, ანტირეფლექტორული სილიციუმის ნიტრიდის საფარით და წყალგაუმტარი 3D პრინტერით დაბეჭდილი კორპუსით. ტესტების დროს შედარებული იყო Ga₂O₃ ფენის მქონე და მის გარეშე არსებული პანელები როგორც ჰაერში, ასევე წყალში. საუკეთესო შედეგები დაფიქსირდა წყალქვეშა რეჟიმში გალიუმის ოქსიდის გამოყენებით. ეფექტურობამ მიაღწია 21.56%-ს, რაც მნიშვნელოვნად აღემატება დამცავი საფარის გარეშე სტანდარტული ნიმუშების მაჩვენებელს, რომელმაც მხოლოდ 17.87% მიაღწია.
მომავლის შედეგები
MCIFE-ის გარღვევა აჩვენებს მზის პანელების წყალქვეშა ინფრასტრუქტურასთან ინტეგრირების პოტენციალს, რაც ახალ შესაძლებლობებს ქმნის საზღვაო სენსორების, წყალქვეშა რობოტებისა და სადგურების კვებისათვის. Ga₂O₃-ის მაღალი გამჭვირვალობა და ქიმიური სტაბილურობა მას იდეალურ მასალად აქცევს ასეთი აპლიკაციებისთვის. თუმცა, მეცნიერებს ჯერ კიდევ სჭირდებათ ტექნოლოგიის გაფართოება და მისი გრძელვადიანი სტაბილურობის დადასტურება მკაცრ საზღვაო გარემოში.
სამხრეთ კორეელი მკვლევარების მიერ შექმნილი ეს პანელი მზის ენერგიის ევოლუციის მნიშვნელოვან ნაბიჯს წარმოადგენს. გალიუმის ოქსიდის ულტრათხელი ფენის გამოყენება მნიშვნელოვნად ზრდის წყალში მზის პანელების ეფექტურობას და გამძლეობას. ეს ტექნოლოგია გზას უხსნის წყალქვეშა მოწყობილობებისთვის ახალი ენერგომომარაგების სისტემების შექმნას და აჩვენებს, რომ განახლებადი ენერგია მზადაა გაუმკლავდეს კიდევ უფრო ექსტრემალურ პირობებს.
წყარო: building-tech.org
