新型太阳能电池可在水下发电

Ars Technica 2026/09/14 18:03 论文

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摘要

研究人员于Yunnan University开发了钙钛矿太阳能电池，通过调整其对特定光波长的响应并使用添加剂增强耐久性，使其能在水下发电。

在Hanna-Barbera动画片《Birdman》的<a href="https://hanna-barbera.fandom.com/wiki/Serpents_of_the_Deep">一集</a>中，同名英雄在潜艇上与邪恶的Dr. Shark战斗，却没有太阳能来恢复力量。因此，Birdman一定会欣赏由Yunnan University的Simin Ma团队开发的新型钙钛矿太阳能电池，因为它们被设计为可在水下工作。 钙钛矿制成的太阳能电池与硅基电池相比，始终是一种权衡。它们可以低成本制造，可以制成有趣的形式（如薄、柔韧、透明的薄膜），并且能将更多的入射太阳能转化为电能。难点在于它们往往退化得很快。 <h2>为深海调优</h2> 水分对钙钛矿尤其具有破坏性，使其看似不适合用于水下太阳能板。但这些材料还有另一个关键超能力：它们可以被调优以适应不同的光波长。水会迅速阻挡硅基太阳能板吸收的光波长，但精心设计的钙钛矿电池仍能在深海中发电。实际上，较低的光照水平和较低的温度应该有助于延长其寿命。<a href="https://arstechnica.com/science/2026/09/a-new-solar-cell-could-generate-electricity-underwater/">阅读完整文章</a><a href="https://arstechnica.com/science/2026/09/a-new-solar-cell-could-generate-electricity-underwater/#comments">评论</a>

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缓存时间: 2026/09/14 20:47

# 新型太阳能电池或可实现水下发电来源：https://arstechnica.com/science/2026/09/a-new-solar-cell-could-generate-electricity-underwater/ 在汉纳-巴伯拉动画《鸟人》的一集《深海之蛇》中，主人公鸟人在潜艇上与邪恶的鲨鱼博士搏斗时，因无法利用太阳能为能力充能而陷入困境。因此，鸟人一定会欣赏云南大学司明教授团队开发的新型钙钛矿太阳能电池——因为它们专为水下工作而设计。采用钙钛矿而非硅材料制造的太阳能电池总是充满权衡：它们成本低廉，可制成有趣形态（如轻薄、柔韧、透明的薄膜），并且能将更多入射太阳能转化为电能。但问题是，这类材料往往衰减速度较快。 ## 专为深海调校湿度对钙钛矿具有极强的破坏性，这使其成为水下太阳能板的矛盾选择。但此类材料拥有另一个关键超能力：它们可通过调校适应不同波长的光照。虽然水体会迅速阻断硅基太阳能板吸收的波长，但经过精密设计的钙钛矿电池仍能在深蓝海域持续发电。实际上，较低的光照强度与更低的温度环境反而有助于延长其使用寿命。调校钙钛矿只需在生产过程中调整部分化学成分，因此要制造出能吸收数米深水域特定波长的电池并非难事。真正的挑战在于提升电池的耐用性。研究团队发现了一种极为有效的添加剂（聚六亚甲基胍盐酸盐），它从多个方面发挥了作用。首先，它能在材料周围形成防水层。同时，该化合物的部分成分会参与钙钛矿晶格结构的构建，促进形成更大的晶体并抑制晶格内的离子迁移。这种添加剂不仅限制了钙钛矿常见的分解途径，还提升了太阳能电池的发电效率。

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