Команда Юньнаньського університету (КНР) показала, що підводні сонячні елементи на основі перовскіту здатні генерувати електрику навіть на глибині 10 метрів. Експерименти в Південно-Китайському морі засвідчили ефективність перетворення світла в електрику на рівні 34,71% у синьо-зеленому спектрі, що проникає крізь товщу води. Результати опубліковані 11 вересня 2026 року в журналі Joule.
Ключові цифри:
- ККД 34,71% у «підводному» спектрі на глибині 10 м — проти 17,08% у звичайних наземних умовах.
- 1416 мВт·год за 2 години з 115 см² елементів на глибині 2 м.
- 324 мВт·год за 2 години на глибині 10 м.
- Розрахунковий ресурс — понад 5,5 року до зниження до 80% початкової ефективності.
Чому перовскіт під водою ефективніший, ніж на суші
Морська вода сильно поглинає довгі хвилі сонячного спектра — усе, що понад 630 нанометрів: червоний діапазон, інфрачервоне, мікрохвилі, радіо. Звичайні панелі налаштовані на ширший діапазон 400–1100 нм, тож під водою частина їхнього «робочого» світла до елемента просто не доходить.
Команда під керівництвом Вен-Хуа Чжана, декана школи матеріалів та енергії Юньнаньського університету в Куньміні, виготовила перовскітні елементи, що працюють із тим, що залишається на глибині 5–10 м: синьо-зеленим спектром 400–600 нм. За даними IEEE Spectrum, у наземних умовах ці ж елементи давали ККД 17,08%, а у «підводному» спектрі на 10 м — 34,71%. Для порівняння, середній ККД стандартних наземних панелей становить 20–25%. Про те, як дослідники підвищують ефективність і в інших типах фотовольтаїки, ми писали в матеріалі про підвищення ефективності органічних сонячних елементів.
Польові випробування біля острова Вейчжоу
Елементи інтегрували в підводні міні-роботи з літій-іонними акумуляторами й випробували поблизу острова Вейчжоу в Південно-Китайському морі. Для захисту від солоної води дослідники герметизували їх у склі, синтетичному каучуку та епоксидній смолі. Роботи автоматично утримували задану глибину, щоб порівняти вихідну потужність на різних горизонтах.
На глибині 2 метрів 115 см² таких елементів виробили 1416 мВт·год за дві години — приблизно половину ємності перезаряджуваної батарейки типу AA. На 10 метрах — 324 мВт·год за той самий час. Чжан зазначає, що результат на 10 м перевищив очікування команди в три-шість разів.
Чому підводний перовскіт довговічніший, ніж наземний
Стандартні перовскітні елементи дешевші й ефективніші за кремнієві, але швидко деградують під інтенсивним світлом і високими температурами — на суші помітно втрачають продуктивність уже за рік. Під водою умови м’якші: освітлення слабше, температура нижча й стабільніша.
У лабораторних тестах, що імітували спектр на 10 м і середньорічну температуру води біля Вейчжоу — 25 °C, деградація виявилася мінімальною. За розрахунками авторів, елементи можуть безперервно працювати близько 5,5 року, перш ніж їхня ефективність впаде до 80% від початкової.
Водночас дослідники визнають обмеження: сильні течії ускладнюватимуть розгортання, а корозія, обростання водоростями та балянусами з часом знижуватимуть продуктивність. Чжан згадує й про потребу стандартизованих протоколів тестування — без них порівнювати результати різних лабораторій складно.
Де це може стати в пригоді
Автори бачать застосування у двох напрямах. Перше — автономне живлення підводних датчиків, камер, джерел світла й систем зв’язку, що формують «підводний інтернет речей». Друге — продовження дальності й часу місій підводних човнів та автономних апаратів. Для офшорної інфраструктури це означає потенційну можливість живити обладнання без прокладання кабелю з поверхні. Це вже не перша нестандартна ідея китайських дослідників у сонячній галузі — варто пригадати й історію про «нічні» сонячні панелі.
Наступні кроки команди — спробувати більші глибини й інтегрувати елементи з накопичувачами в одному модулі. Поки це лабораторно-польова демонстрація, а не серійний продукт, тож інженерам ще належить відповісти на запитання про стабільність, біообростання й масштабування. Для тих, хто стежить за розвитком офшорної енергетики та морської робототехніки, це аргумент уважніше придивлятися до того, як перовскіт поводиться в несподіваних середовищах.
Джерела: IEEE Spectrum
Ілюстрація створена за допомогою ШІ
Матеріал підготовлено редакцією Alternative Energy за допомогою ШІ на основі зазначених джерел; факти й цифри звірено з ними під час автоматичної редакторської перевірки. Як ми готуємо матеріали
