中国研究团队研制出一款可在10米水下发电的钙钛矿太阳能电池。其核心在于提升传统钙钛矿材料的耐水性，并针对水下可利用光谱优化吸收特性。
据Ars Technica 14日（当地时间）报道，云南大学Simin Ma团队开发出一款用于水下发电的宽带隙钙钛矿太阳能电池，并已在实验室和南海海试中完成性能验证。相关成果发表于国际学术期刊《Joule》。
研究团队指出，水体会吸收大量太阳辐射，随着水深增加，可利用光谱范围会不断缩小。为此，团队通过调控钙钛矿组分，使器件吸收范围与约10米水深处仍可穿透的光谱相匹配。在模拟10米水下光环境的实验中，该电池的光电转换效率达到34.71%；在常规太阳光条件下，其认证效率为16.79%。
在提升耐久性方面，团队引入聚六亚甲基胍盐酸盐（PHMG）作为添加剂，以改善晶体质量，并抑制离子迁移和非辐射复合，从而同步提升效率与稳定性。采用保护层封装的组件在水下环境中测试约1160小时后，性能几乎没有衰减。基于加速测试推算，其效率衰减至初始值80%的T80寿命约为48094小时，约合5.49年，但这并不意味着已经完成超过5年的实际应用验证。
在南海海试中，研究团队将小型组件下放至2米、6米和10米水深，测试其充电能力。结果显示，在10米水深条件下，装置运行2小时可发电324mWh，可为锂离子电池充电并驱动LED。相比2米水深，10米水深下的发电量约为前者的四分之一。不过，水深越大，受海浪影响带来的输出波动也越小。
研究团队认为，该方案未来有望为水下传感器、无人潜航器和海洋物联网（IoT）设备提供独立电源。不过，随着水深进一步增加，可利用阳光会迅速减少，商业化应用的可行深度以及长期耐久性验证，仍是后续需要解决的课题。
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Jae-won Choi
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