Специалисты из Юньнаньского университета и Юго-Западной объединённой аспирантуры (Southwest United Graduate School) показали работу подводных солнечных элементов на глубине примерно 10 м в Южно-Китайском море. Прежние попытки получать солнечную энергию под водой ограничивались глубиной не более 2 м, но и они предпринимались редко.

Изображение: Gemini

Расчётный срок службы новой технологии составляет примерно 5,5 лет. Это означает, что она способна обеспечить долгосрочное и надёжное энергоснабжение удалённых океанических систем.

Чтобы решить проблему падения интенсивности солнечного света на глубине, учёные создали солнечные элементы с широкой запрещённой зоной. Они оптимизированы для улавливания света в диапазоне длин волн от синего до оранжевого, который лучше всего проникает сквозь океанскую воду.

За 2 часа на глубине 10 м элементы вырабатывают 324 мВт·ч электроэнергии. Этого хватает для зарядки стандартных литий-ионных аккумуляторов. Такие элементы избавят от необходимости прокладывать дорогостоящие кабельные линии и регулярно менять батареи. Тесты на протяжении 300 дней показали сохранение 96% эффективности элементов. За 1160 часов работы на глубине 10 м прототипы почти не утратили своих первоначальных характеристик.

Изображение: Симин Ма, Юньнаньский университет

Исследователи смогли масштабировать технологию и перейти от лабораторных образцов малой площади к модулям большого размера. Теперь им предстоит обеспечить высокую долговечность и качественную светопроницаемость для сохранения эффективности элементов в течение долгого времени. Также необходимо решить проблему воздействия агрессивной среды, высокого давления и вероятности проникновения воды внутрь устройств.

В будущем специалисты планируют провести испытания на большей глубине для определения предела возможности солнечных панелей и заложить основу для создания стандартизированных протоколов тестирования подводных фотоэлектрических систем.