پژوهشگران چینی موفق به توسعه نوعی پنل خورشیدی شدهاند که میتواند در محیطهای زیر آب به تولید انرژی الکتریکی بپردازد. این فناوری نوین که بر پایه سلولهای خورشیدی پروسکایتی طراحی شده، قادر است با جذب نور در اعماق آب، نیاز تجهیزات دریایی، حسگرهای زیرآبی و رباتهای بدون سرنشین را به انرژی برآورده کند. این دستاورد جدید میتواند انقلابی در استفاده از انرژی خورشیدی در محیطهای دریایی ایجاد کند.
به گزارش رهام خبر، سلولهای خورشیدی پروسکایتی که به دلیل بازده بالا، هزینه تولید کمتر و انعطافپذیری در طراحی مورد توجه قرار گرفتهاند، بهطور معمول در برابر رطوبت ضعف دارند و سریعتر از سلولهای سیلیکونی تخریب میشوند. با این حال، تیم پژوهشی به سرپرستی «سیمین ما» از دانشگاه یوننان در چین توانسته است با اصلاح ساختار این سلولها، نوعی از آنها را طراحی کند که علاوه بر مقاومت در برابر آب، در محیطهای زیر آب نیز عملکرد بسیار مطلوبی ارائه دهد.
یکی از ویژگیهای برجسته پروسکایتها، امکان تنظیم آنها برای جذب طول موجهای مختلف نور است. این قابلیت برای عملکرد زیر آب اهمیت فراوانی دارد، زیرا آب بهسرعت بسیاری از طول موجهای نور را کاهش میدهد. در حالی که سلولهای سیلیکونی با افزایش عمق آب کارایی خود را از دست میدهند، سلولهای پروسکایتی طراحیشده توسط این پژوهشگران میتوانند از نور آبی باقیمانده در اعماق آب برای تولید برق استفاده کنند. علاوه بر این، دمای پایینتر و نوسان کمتر دما در محیط زیر آب، همراه با شدت کمتر نور، فشار تخریبی وارد بر سلولهای پروسکایتی را کاهش داده و دوام آنها را افزایش میدهد.
برای افزایش مقاومت سلولها در برابر آب، پژوهشگران از مادهای به نام پلیهگزامتیلن گوانیدین هیدروکلراید استفاده کردهاند. این ماده به وسیله ایجاد لایهای آبگریز و بهبود ساختار بلوری پروسکایت، از تخریب ناشی از رطوبت جلوگیری میکند و بازده تولید انرژی را حفظ میکند. آزمایشها نشان دادهاند که این سلولها پس از ۴۰ روز غوطهوری در آب دریا، همچنان ۹۹.۶ درصد بازده اولیه خود را حفظ کردهاند و انتظار میرود عمر مفید آنها در آب دریا به ۵.۵ سال برسد.
پژوهشگران عملکرد این پنلها را در شرایط واقعی دریای چین جنوبی نیز مورد آزمایش قرار دادند. این پنلها توانستند انرژی مورد نیاز حسگرها و سامانههای پایش اقیانوس را در عمقهای مختلف تأمین کنند. در عمق ۱۰ متری، پنلها قادر بودند ۳۵ درصد از انرژی نور موجود را به برق تبدیل کنند، که این میزان بازده نسبت به سلولهای سیلیکونی معمولی بسیار بالاتر است. با این حال، محدودیتهایی همچون کاهش شدت نور با افزایش عمق، استفاده از این فناوری را به محیطهای کمعمق و با نور کافی محدود میکند.
این دستاورد نشان میدهد مواد پروسکایتی که تاکنون بهعنوان جایگزینی برای سلولهای خورشیدی زمینی مطرح بودند، میتوانند در محیطهای چالشبرانگیز مانند زیر آب نیز کاربردی شوند. با این حال، پژوهشگران همچنان نیاز به تحقیقات بیشتر برای افزایش دوام و پایداری طولانیمدت این سلولها دارند.
