Güneş ışığı okyanusun derinliklerine ulaşmakta zorlanıyor; çoğu yüzeyden yansırken, geri kalan kısmı hızla dağılıp emiliyor, bu nedenle derinliğe doğru karanlık artıyor. Bununla birlikte, Çin'deki Yunnan Üniversitesi bilim insanları Güney Çin Denizi'nin 10 metre derinliğindeki bir noktaya güneş panelleri yerleştirdi ve sadece iki saatte lityum-iyon bataryalarını şarj etmek için yeterli enerji üretmeyi başardılar.
"Su altı güneş panelleri hakkında yapılan çalışmalar çok sınırlı. Geçmişteki tüm araştırmalar 2 metre veya daha az derinliklerde gerçekleştirilmiştir, bu da pratik uygulama için yetersizdir," Yunnan Üniversitesi'nden Ven-Hua Jang açıkladı.
"Bu araştırma, su altı güneş panellerinin 10 metre derinlikte de çalışabileceğini ilk kez kanıtlıyor. Bu durum, uygulamalarının olasılıklarını önemli ölçüde genişletiyor."
Standart fotovoltaik panellerin 2025 yılı verilerine göre dünya elektrik enerjisinin yaklaşık %9'unu ürettiği bildirildi. Bu panellere kıyasla bu paneller sınırlı miktarda ışığı kullanmak için tasarlanmıştır.
Olovlu halit perovskit, bir tür yarı iletken kristal, kullanılarak üretilmiştir. Araştırmacılar üretim sırasında polimer poliheksametilen guanidin hidrohlorid eklediler; bu da hücrenin daha fazla elektron yakalamasına yardımcı oluyor.
Elde edilen malzeme geniş enerji aralığına sahip; bu önemli bir özellik çünkü hangi dalga boylarını ışığını absorbe edebileceğini belirler. Hücreler, 5 ila 10 metre derinliğe ulaşan ışığın spektrumunu öncelikle yakalamak üzere tasarlanmıştır. Bunlar çoğunlukla daha kısa, mavi-yeşil dalga boylarıdır (400–600 nm), çünkü kırmızı spektrum bölümü zaten daha sığ sularda kaybolur.
Takım önce laboratuvarda tasarımını iyileştirdi; simüle edilmiş okyanus koşullarında yaklaşık %35'lik enerji dönüşüm verimliliği elde ettiler. Ardından açık denizde testler yaptılar.
"Küçük laboratuvar hücrelerinden büyük boyutlu modüllere geçmeyi başardık," dedi Jang. "Laboratuvar çalışmaları ve saha deneyleri, su altı fotovoltaik teknolojisinin işe yarıyor olduğunu gösteriyor."
Uzaktan kumandalı robotlar 115 cm² yüzey alanına sahip güneş panellerini, Guangdong Adası kıyısındaki iki, altı ve on metre derinliklerde Güney Çin Denizi'ne indirdi. İki metrede 1.416 milivat-saat (mWh), altı metrede 752 mWh ve onda 324 mWh enerji toplanmıştır.
Toplanan enerji, ardından LED ışığı yakan lityum-iyon bataryaları şarj etmek için yeterli olmuştur. Bilim insanları bu hücrelerin yaklaşık 5,5 yıl süreyle çalışabileceğini ve su altı sensörleri, kameralar ve iletişim sistemleri için sürdürülebilir bir güç kaynağı olabileceğini tahmin ediyorlar.
Sistem bu görevi başarırsa zamanla daha karmaşık ekipmanları da besleyebilir; örneğin mercan resiflerinden canlı yayın yapan kameralar, akustik izleme istasyonları veya su altı insan habitatları.
"Bu araştırma perovskit fotovoltaik hücrelerinin su altı ortamında pratik uygulamasını mümkün kılıyor ve otonom su altı cihazlarının geliştirilmesi ve sürdürülebilir deniz enerji sistemlerinin oluşturulması için yeni bir yol açıyor," diye belirtti yazarlar. Araştırma Joule dergisinde yayınlandı.
