Китайские учёные разработали солнечный элемент, работающий под водой

Группа учёных из Китая достигла значительного успеха в создании солнечных элементов, способных генерировать электричество под водой. Использование перовскита, обнаруженного почти 200 лет назад в Урале, позволило решить проблему, связанную с поглощением фотонов в водной среде. Исследователи настроили оптические свойства материала для оптимального взаимодействия с сине-зелёным светом, который проникает на большие глубины.

Ключевым вызовом для перовскита является его чувствительность к влаге, что может сокращать срок службы солнечных ячеек. Для повышения долговечности учёные добавили в состав материала полигексаметиленгуанидин гидрохлорид, который образует защитный барьер от воды и способствует образованию более крупных кристаллических структур, что уменьшает миграцию ионов, ответственных за деградацию.

В ходе эксперимента, при освещении, соответствующем условиям на 10-метровой глубине, солнечный элемент показал эффективность около 35%, что значительно превышает показатели кремниевых панелей, которые составляют около 20% в обычных условиях. После 40 дней нахождения в морской воде, фотоэлемент сохранил 99,6% своей начальной эффективности, что предполагает срок эксплуатации около 5,5 лет с допустимым снижением до 80%.

Прототип был протестирован на глубинах 2, 6 и 10 метров в Южно-Китайском море, где его мощность колебалась на меньшей глубине из-за волн, но оставалась стабильной на большем уровне, хотя и значительно снижалась. Данные элементы не предназначены для замены наземных солнечных электростанций, но могут обеспечить автономные подводные устройства, такие как беспилотные аппараты и датчики для мониторинга океана, источником энергии.