Células fotovoltáicas que aprovechan la energía solar bajo el agua

Científicos del Laboratorio de Investigación Naval de EE.UU. se han zambullido en la investigación de células fotovoltáicas submarinas, para desarrollar células solares de amplio espectro capaces de producir suficiente potencia para permitir operar a sistemas de sensores a 9 metros de profundidad.

Los sistemas submarinos autónomos y las plataformas de sensores están muy limitados por la falta de larga duración en sus fuentes de energía. A fecha de hoy, estos sistemas tienen que fiarse a la energía suministrada desde la costa, baterías o energía solar generada desde una plataforma marina. Los intentos de usar fotovoltáica han tenido un éxito limitado, principalmente debido a la falta de penetración de la luz solar y el uso de células solares optimizadas, más orientadas hacia el espectro solar terrestre, sin obstáculos.

Si bien la intensidad absoluta de la radiación solar es menor bajo el agua, el contenido espectral es estrecho y así, por lo tanto, se presta a la alta eficiencia de conversión, si la célula solar está bien adaptado a la longitud de onda. Los intentos previos de hacer funcionar células solares submarinas se enfocaron en células solares de silicio cristalino y, más recientemente, las células de silicio amorfo.

Las células de Galio fosfuro de indio de alta calidad (GaInP) son ideales para funcionar bajo el agua. Las célula GaInP tiene alta eficiencia cuántica en longitudes de onda entre 400 y 700 nanómetros (luz visible) e intrínsecamente la corriente oscura baja, que es crítica para la alta eficiencia en condiciones de poco luz.

Del espectro filtrado del Sol bajo el agua se usa únicamente la parte azul/verde, así que las células de amplio espectro como el GaInP tiene un mejor rendimiento que las células de silicio normales. Los resultados preliminares a una profundidad máxima de 9,1 metros ha revelado una potencia de salida de 7 watios por metro cuadrado de célula, suficiente para demostrar que hay potencia solar útil para ser cosechada en profundidades cercanas a la costa, que se encuentran comúnmente en las zonas litorales .

Via Naval Research Laboratory