Соларна клетка дава ток на 10 метра под водата

Екип от Юннанския университет в Кунмин е потопил перовскитни соларни модули на дълбочина около 10 метра в Южнокитайско море и е измерил 324 милиуатчаса добит ток само за два часа осветяване. Резултатът излезе на 11 септември 2026 г. в списанието Joule на Cell Press и е първата работа, която показва работеща подводна фотоволтаична система на такава дълбочина — досегашните опити спираха на два метра и по-плитко.

Защо обикновените панели се предават под водата

Морската вода не просто отслабва светлината, тя я преоцветява. Червеното и инфрачервеното изчезват в първите няколко метра, а на 10 метра остава тесен диапазон от синьо до оранжево. Силициевите клетки са проектирани точно за обратното: тяхната забранена зона от около 1,1 eV е оптимална за широкия слънчев спектър на сушата, включително за инфрачервената част, която под водата вече я няма. Свалите ли такъв панел на дълбочина, голяма част от материала му просто няма какво да поглъща, а паразитните загуби остават.

Китайският екип е подходил от другия край — първо е измерил какъв спектър оцелява на 10 метра, а после е настроил материала по него. Клетките използват перовскит на базата на оловен халид с широка забранена зона от около 1,96 eV, тоест изместена нагоре спрямо силиция, за да съвпадне с оцелялата синьо-зелена светлина.

Снимка: Dr. Bing Cai / Yunnan University

Числата

Ефективността звучи невероятно, но трябва да се чете внимателно. При стандартните наземни условия AM1.5G клетките дават около 17% (16,79%) — под най-добрите силициеви панели. При спектъра, който остава на 10 метра дълбочина, същите клетки постигат 34,71% преобразуване, а при по-големите модули с работна площ стойността пада до 29,4%. Разликата не е магия: под водата има много по-малко светлина, но тя е в тесен диапазон, който материалът поглъща почти изцяло.

Другият голям въпрос при перовскитите е трайността — те се разпадат от влага, кислород и топлина. Тук екипът е добавил полихексаметиленгуанидин хидрохлорид за настройка на енергийните нива и стабилизиране на слоя. Резултатите: практически никаква деградация след 1160 часа при симулирани условия на 10 метра и запазени около 96% от ефективността след 300 дни съхранение в азотна среда. Екстраполацията дава T80 (моментът, в който остават 80% от началната мощност) около 48 000 часа, или приблизително 5,5 години непрекъсната работа при 25°C.

Тестът в морето

Полевата част е направена край островите Вейджоу в Южнокитайско море, където модулите са интегрирани с подводни роботи и спуснати на 10 метра. Добитите 324 mWh за два часа са заредили литиево-йонна батерия, а от нея после е светнал LED панел. Мащабът е скромен — говорим за милиуатчаса, не за киловати — но точно това е и целевото приложение.

Идеята не е подводна електроцентрала, а автономно захранване за сензори, камери, комуникационни шамандури и профилиращи уреди, които днес зависят от батерии с ограничен живот или от кабел до повърхността. Смяната на батерия на дълбочина е скъпа операция с кораб и екип; няколко милиуата постоянен добив могат да удължат мисията с години.

Какво остава неясно

Изследването е публикувано, но не и внедрено. Първо, оловото в перовскита е реален проблем за екосистема, в която устройството се потапя директно — капсуловането трябва да е безупречно и дълготрайно. Второ, 10 метра са плитчина по океански мерки; под 30–50 метра светлината става толкова малко, че физиката работи срещу идеята. Трето, реалният тест продължи два часа, а 5,5-годишният живот е изчисление от лабораторни данни, не наблюдение.

Авторът на изследването Уен-Хуа Джан от Юннанския университет и Югозападното обединено висше училище заяви, че следващите стъпки са тестове на по-големи дълбочини, търсене на границата, при която подводните клетки още имат смисъл, и изработване на стандартни протоколи за измерване — днес всяка група мери по свой начин и резултатите трудно се сравняват. В работата участват още Фуджианският институт за изследване на структурата на материята към Китайската академия на науките и швейцарският EPFL.

Заключение

Стойността на този резултат е в подхода, а не в рекордното число: вместо да се пита колко зле работи наземна клетка под водата, екипът е проектирал клетката по светлината, която реално стига там. Подводното наблюдение днес разчита основно на кораби, кабели и сателити като FLEX и Sentinel-3C, които виждат само повърхността на океана. Ако сензорите долу могат сами да си набавят ток, картината се сгъстява. Дотогава — както при оценките за водата на Луната — си струва числата да се четат в контекста на условията, при които са измерени.