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新型太阳能电池可在水下发电

更新于: 2026年9月15日 · 2 分钟阅读

发布于: · 消息抵达: · 处理时长: 1 小时 15 分钟

新型太阳能电池可在水下发电
海底的太阳能电池板

一种新型钙钛矿太阳能电池被开发用于水下发电。与硅相比,钙钛矿成本低、柔韧且可实现高效率,但其主要问题是会迅速劣化,尤其容易受潮。不过,由于钙钛矿可适配不同光波长,因此能够利用硅太阳能板无法利用的水下光线。低光照和低温环境也能延长电池的使用寿命。

为提高耐久性,研究人员使用了聚六亚甲基胍盐酸盐添加剂。这种物质在形成疏水层的同时,还促进了更大晶体的生长,限制了离子移动,并改善了发电性能。在模拟约10米深处光照条件的测试中,该电池将约35%的光能转化为电能;硅太阳能板的效率通常在20%左右。

采用保护层制成的太阳能板在海水中放置约40天后,仍保持了初始效率的99.6%。研究人员计算认为,在效率降至80%之前,它可运行5.5年。在南海,这块太阳能板与一台小型设备连接,在2、6和10米深处连续数小时为纽扣电池充电。在2米深处,海浪导致发电量出现波动;而在更深处,光照更稳定但也更弱。10米深处的发电量略低于2米深处的四分之一。据称,该设计可用于自主海洋电力系统和水下物联网基础设施。

为何重要

这种方法为小型水下航行器和物联网基础设施提供了一种在所处环境中满足能源需求的选择。钙钛矿可适配不同波长,因此能将硅太阳能板无法利用的水下光线转化为一个独立的应用领域。添加剂和保护层既能限制潮湿引起的劣化,也能抑制离子移动,从而直接应对该技术面临的核心耐久性问题。不过,由于实地试验仅持续数小时,海水测试也只进行了约40天,因此计算得出的5.5年寿命能否在实际使用中得到验证仍不明确。发电量随深度增加而下降,也是决定哪些设备可由该系统驱动的主要限制之一。

来源: Ars Technica