Neue Perowskit-Solarzellen ermöglichen Stromerzeugung unter Wasser

Wissenschaftlern ist es gelungen, Photovoltaik-Technologie für den Einsatz unterhalb der Meeresoberfläche zu adaptieren. Die neu entwickelten Solarzellen, die auf einer Perowskit-Struktur basieren, nutzen Lichtspektren, die auch in tieferen Wasserschichten noch verfügbar sind, um elektrische Energie zu erzeugen.

Optimierung für marine Lichtverhältnisse

Da die Lichtintensität mit zunehmender Tiefe abnimmt und sich das Spektrum verändert, setzten die Entwickler auf Materialien mit weiter Bandlücke. Diese sind in der Lage, insbesondere die im Wasser besser durchdringenden blauen bis orangen Wellenlängen effizient zu absorbieren. Laborversuche simulierten die Lichtbedingungen in 10 Metern Tiefe, wobei die Zellen eine konstante Leistungsfähigkeit zeigten.

Erfolgreicher Einsatz im Feldtest

Im Anschluss an die Laborphase führten die Wissenschaftler Praxistests im Südchinesischen Meer nahe der Weizhou-Inseln durch. Dabei wurden die Perowskit-Module in eine autonome Unterwasserrobotik integriert. Während eines zweistündigen Einsatzes in 10 Metern Tiefe generierten die Module eine Energiemenge von 324 Milliwattstunden. Dieser Test bestätigte die Praxistauglichkeit des Konzepts unter realen Bedingungen.

Stabilität und Zukunftsperspektiven

Ein wesentlicher Aspekt der Untersuchung war die Langlebigkeit der Module. In Langzeittests, bei denen die Zellen unter simulierten Bedingungen gelagert wurden, behielten sie nach 1.160 Stunden nahezu ihre volle Leistungsfähigkeit bei. Die Forschenden prognostizieren eine potenzielle Betriebsdauer von etwa 5,5 Jahren unter den untersuchten Bedingungen. Zukünftige Forschungsarbeiten sollen nun klären, inwieweit die Technologie auch in noch größeren Tiefen eingesetzt werden kann und ob sie als dauerhafte Energiequelle für Sensoren, Kommunikationssysteme und Unterwasserroboter dienen kann.