И предназначен для работы на протяжении многих лет
21 сентября 2026, 20:38Наука и космосDexter2
Исследователи из Юньнаньского университета создали перовскитную фотоэлектрическую систему, способную генерировать электричество под водой на глубине до 10 метров. Эта технология разработана для автономного питания подводных датчиков, камер, систем связи и другого оборудования, которое не требует частой замены или подзарядки аккумуляторов.
Основной проблемой подводной солнечной энергетики является изменение спектра света с глубиной. Вода активно поглощает красную часть спектра, на которой традиционные кремниевые солнечные элементы работают эффективно. На глубине 10 метров красного света почти не остается — остаются в основном синие и зеленые волны.
Чтобы использовать этот свет, ученые выбрали перовскит с шириной запрещенной зоны 1,96 эВ. Его свойства лучше соответствуют сине-зеленому спектру, который сохраняется под водой. Кроме того, перовскитные элементы могут эффективно функционировать даже при низком уровне освещения.
Отдельной задачей стала агрессивная морская среда. Для повышения стабильности материала исследователи добавили в структуру полигексаметиленгуанидин гидрохлорид (PHMG), что улучшает кристаллизацию перовскита.
Миниатюрный фотоэлемент площадью всего 0,0895 см² в лабораторных условиях, имитирующих освещение на глубине 10 метров, продемонстрировал КПД 34,71%. Эффективность более крупного модуля площадью 28,79 см² составила 29,4%.
Чтобы защитить от воды, давления и коррозии, фотоэлементы поместили в многослойную оболочку из бутилкаучука, защитного стекла и прозрачной эпоксидной смолы. После 1000 часов погружения в искусственно созданную морскую воду устройство сохранило 99,58% своей первоначальной эффективности.
Также была установлена высокая расчетная долговечность системы. При температуре 25 °C показатель T80 составил 48 904 часа. Это означает, что примерно через 5,6 лет непрерывной работы элемент должен сохранять не менее 80% своей первоначальной производительности.
Технология была протестирована и в реальных условиях Южно-Китайского моря. Фотоэлементы использовались для зарядки литий-ионных аккумуляторов на глубине 2, 6 и 10 метров. За два часа они накопили соответственно 1416, 752 и 324 мВт·ч энергии. Даже на глубине 10 метров этого оказалось достаточно для питания светодиодной панели.
Данная разработка может быть применена в автономных подводных системах мониторинга и изучения моря, которым требуется относительно небольшое, но стабильное энергоснабжение.
Источники:Interesting EngeneeringJouleНаука и космос2Наука52 минуты назад
Источник