Китайские учёные запустили первую в мире подводную солнечную электростанцию

Команда из Юньнаньского университета впервые доказала, что солнечная энергия работает даже там, куда не дотягивается красный свет — на глубине 10 метров под водой. Для этого исследователи построили экспериментальную станцию на основе перовскитных фотоэлементов, настроенных на сине-зелёный спектр морской воды.

Обычные кремниевые панели на такой глубине бесполезны: красный свет, с которым они работают лучше всего, полностью поглощается водой. Поэтому группа под руководством Чжан Вэньхуа выбрала перовскитные элементы с шириной запрещённой зоны 1,96 электронвольта — они улавливают именно те длины волн, которые проходят сквозь толщу воды.

Главная техническая задача была не в самом фотоэлементе, а в защите от агрессивной среды. Морская вода вызывает коррозию, а давление грозит протечками. Учёные решили обе проблемы: добавили в перовскит полигексаметиленгуанидин хлорид для кристаллизационной стабильности, а снаружи собрали «броню» из бутилкаучука, покровного стекла и эпоксидной смолы. В лабораторной имитации морской воды устройство сохранило 99,58% начальной ёмкости после 1000 часов погружения. При 25 °C элемент держит 80% мощности более пяти лет (48 904 часа).

В реальных испытаниях в Южно-Китайском море установка заряжала литий-ионные аккумуляторы на глубинах 2, 6 и 10 метров. За два часа аккумуляторы получили 1416, 752 и 324 мВт·ч соответственно — достаточно, например, для питания светодиодной панели.

Технология открывает путь к автономному питанию подводных датчиков, камер и систем связи, которые критически важны для исследования морских глубин.