Perovskit tabanlı yeni bir güneş hücresi, su altında elektrik üretmek üzere geliştirildi. Silikona göre ucuz, esnek ve yüksek verimli olabilen perovskitlerin temel sorunu, özellikle nem nedeniyle hızla bozulmaları. Ancak farklı ışık dalga boylarına uyarlanabilmeleri, silikon panellerin kullanamadığı su altındaki ışığı değerlendirmelerini sağlıyor. Düşük ışık ve serin ortam da hücrenin ömrünü uzatabiliyor.
Araştırmacılar dayanıklılığı artırmak için polyhexamethylene guanidine hydrochloride katkısı kullandı. Bu madde su itici katman oluştururken daha büyük kristallerin gelişmesini sağladı, iyon hareketini sınırladı ve elektrik üretimini iyileştirdi. Yaklaşık 10 metre derinlikteki ışığı taklit eden testlerde hücre, ışık enerjisinin yaklaşık yüzde 35’ini elektriğe çevirdi; silikon panellerde verim genellikle yüzde 20 civarında.
Koruyucu katmanlarla hazırlanan panel, deniz suyunda yaklaşık 40 gün sonunda başlangıç veriminin yüzde 99.6’sını korudu. Araştırmacılar, verim yüzde 80’e düşmeden önce 5.5 yıl çalışabileceğini hesapladı. South China Sea’de küçük bir araca bağlanan panel, 2, 6 ve 10 metre derinliklerde birkaç saat boyunca düğme pilleri şarj etti. 2 metrede dalgalar üretimi dalgalandırırken, derinlerde ışık daha istikrarlı fakat daha zayıftı. 10 metrede enerji üretimi, 2 metredekinin dörtte birinden biraz azdı. Tasarımın otonom deniz güç sistemleri ve su altı Internet of Things altyapısında kullanılabileceği belirtiliyor.
Neden önemli
Bu yaklaşım, küçük su altı araçları ile Internet of Things altyapısının enerji ihtiyacını bulunduğu ortamda karşılamaya yönelik bir seçenek sunuyor. Perovskitlerin farklı dalga boylarına uyarlanabilmesi, silikon panellerin değerlendiremediği su altı ışığını ayrı bir kullanım alanına dönüştürüyor. Katkı maddesi ve koruyucu katmanların hem nem kaynaklı bozulmayı hem de iyon hareketini sınırlaması, teknolojinin temel dayanıklılık sorununa doğrudan karşılık veriyor. Bununla birlikte saha deneyi birkaç saat, deniz suyu testi ise yaklaşık 40 gün sürdüğünden, hesaplanan 5,5 yıllık ömrün gerçek kullanımda doğrulanıp doğrulanmayacağı açık kalıyor. Derinlikle birlikte üretimin azalması da hangi cihazların bu sistemle çalıştırılabileceğini belirleyen temel sınırlardan biri.