测试标题:最小载荷连通性测试
9月23日消息,据美国化学会《化学与工程新闻周刊》(C&EN)报道,研究人员开发出可在水下10米深处正常工作的钙钛矿太阳能电池,其输出功率足以给锂离子电池充电,为水下传感器、相机和通信系统提供了新的长周期供电方案。相关成果发表于《Joule》(DOI: 10.1016/j.joule.2026.102672)。
水会在很短的距离内显著削弱阳光强度,这让传统光伏器件难以在水下使用。研究团队的核心思路是对钙钛矿太阳能电池的电子特性进行定制:通过调整材料组分把光吸收层带隙调宽至约1.96 eV,使其吸收谱与穿透海面后的水下光谱相匹配。参与该工作的云南大学材料研究者谢林(Lin Xie,音)解释说,钙钛矿电池用于水下的关键优势正是可以通过调节组分来调节带隙。
钙钛矿太阳能电池是一类相对较新但已被充分研究的低成本光伏器件,其光吸收材料具有钙钛矿矿物相同的化学计量比与晶体结构,材料特性易于修饰且吸光能力强,即使很薄的层也能高效吸收阳光,因而适合轻量化、乃至柔性的海洋应用场景。研究者预测,这类水下器件可连续在水下运行超过5年。
对海洋监测、水下机器人、海洋牧场和海洋科考而言,长期供电一直是制约无人化部署的瓶颈:更换电池需要频繁打捞作业,成本高且破坏连续观测。若钙钛矿水下光伏实现工程化,配合储能电池即可构成免维护的水下电源系统。业内同时关注其产业化路径:钙钛矿材料的湿度敏感性是传统大气环境应用的主要短板,而本项工作表明,通过带隙工程与封装设计,这一材料体系反而在水下场景中找到了差异化定位。
(来源:C&EN)