Група китайських дослідників розробила інноваційний підхід до вироблення сонячної енергії за умов дефіциту сонячного світла. Перовскітні сонячні елементи можна модифікувати для роботи під водою, домагаючись при цьому надзвичайно високих показників надійності та довговічності.
У нещодавно опублікованому дослідженні описується надійна стратегія вироблення електроенергії під водою. Китайські вчені створили новий тип занурювальних перовскітних сонячних елементів, здатних працювати на глибині кількох метрів і роками збирати сонячну енергію, зберігаючи при цьому високу ефективність.
В останні роки саме елементи на основі перовськіту стали головним об'єктом досліджень, спрямованих на створення проривних технологій у галузі сонячної енергетики. Перовськіт - клас з'єднань з широкими можливостями застосування (від апаратів УЗД та чіпів пам'яті до сонячних батарей) - був вперше виявлений в 1839.
Волога згубно впливає на перовскітні елементи, проте китайським дослідникам, мабуть, вдалося знайти спосіб забезпечити надійну та ефективну роботу своєї підводної установки протягом багатьох років. Команда модифікувала хімічний склад перовскітних елементів, створивши матеріал, який здатний поглинати тьмяне світло, що досягає морського дна, і при цьому стійкий до руйнівного впливу морської води.
Модифіковані перовскітні елементи також покриті водовідштовхувальним шаром, що допомагає запобігти деградації матеріалу під дією вологи. Використання більших кристалічних структур у поєднанні перовськіту дозволяє уповільнити руйнування матеріалу і підвищити вироблення електроенергії.
Спочатку дослідники випробували новий матеріал в умовах, що імітують глибину океану 10 метрів; там він перетворював на електрику близько 35% тьмяного світла. Для порівняння: кремнієві сонячні панелі зазвичай перетворюють на електроенергію близько 20% сонячного світла на поверхні. Лабораторні випробування показали, що нові панелі здатні зберігати більшу частину своєї первинної ефективності протягом п'яти років.
Після лабораторних тестів команда випробувала нову перовскітну панель у Південнокитайському морі. Елементи були встановлені на невеликому підводному апараті, здатному занурюватись на задану глибину та утримувати її. Апарат також був оснащений елементами живлення для перевірки можливості панелі виробляти електроенергію.
Дослідники протестували перовскітний матеріал на глибині двох, шести та десяти метрів. З'ясувалося, що на глибині близько двох метрів вироблення енергії значно коливалося, тоді як на великих глибинах вона ставала стабільнішим. На глибині 10 метрів панель виробляла менше чверті обсягу електроенергії, який вона генерувала на глибині восьми метрів.
Попри суворі умови навколишнього середовища та нестачу світла, дослідники вважають, що розроблені ними нові перовскітні елементи одного дня можуть розв'язати задачу отримання сонячної енергії під водою. У дослідженні описуються гіпотетичні сценарії, у яких подібний спосіб генерації енергії міг би знайти застосування, включаючи автономні морські енергосистеми та підводну інфраструктуру Інтернету речей.
