Китайские исследователи испытали солнечные элементы под водой на глубине 10 метров в открытом море. Система на основе перовскитных фотоэлементов смогла вырабатывать электричество, заряжать литий-ионные аккумуляторы и питать светодиодную панель. Испытания прошли в Южно-Китайском море.
Работа солнечных панелей под водой сложнее, чем на поверхности. По мере увеличения глубины вода поглощает значительную часть солнечного света, поэтому до фотоэлементов доходит гораздо более узкий диапазон длин волн. Обычные кремниевые панели рассчитаны на работу с более широким спектром и в таких условиях теряют эффективность.
Исследователи из Китая использовали перовскитные элементы, настроенные на работу с сине-зеленым светом. Их конструкцию адаптировали к спектру света, который сохраняется на глубине. В качестве дополнительного компонента применили полимер PHMG, который помогает улучшить структуру материала и снизить потери энергии.
В ходе испытаний модули площадью 115 см² опускали на глубину 2, 6 и 10 метров. За два часа работы на глубине 10 метров система выработала 324 мВт·ч электроэнергии. Этого оказалось достаточно для зарядки литий-ионного аккумулятора и питания светодиода. Для сравнения, на глубине 2 метров тот же тип модуля произвел 1416 мВт·ч за два часа, а на 6 метрах — 752 мВт·ч.
Отдельные испытания показали, что в смоделированных условиях на глубине 10 метров элементы сохраняли рабочие характеристики в течение 1160 часов. По результатам ускоренного тестирования исследователи оценили потенциальный срок работы примерно в 5,5 года. Это расчётная оценка, а не результат пятилетнего испытания в реальном море.
Авторы исследования считают, что такая технология может использоваться для питания подводных датчиков, камер и систем связи. При этом дальнейшие испытания должны показать, насколько эффективно элементы смогут работать на большей глубине и как поведут себя при длительной эксплуатации в реальной морской среде.
Читайте также:
Российские физики изменили мир десятью научными открытиями
Ученые наблюдали переход электронов из кристаллического состояния в жидкое
Впервые зафиксирован квантовый скачок звука в реальном времени