这一突破可能为水下作业的未来提供动力，中国科学家建造并测试了世界首个潜艇太阳能农场，在开阔海域10米（33英尺）深处成功运行了一套基于钙钛矿的光伏系统。

该潜没阵列为电池充电并点亮了一个LED面板，证明即使在海洋昏暗的蓝绿色微光中也能收集太阳能。

云南大学团队的这一成果发表于9月11日的《Joule》期刊上，克服了一个长期存在的问题：阳光在水下迅速衰减，而传统硅太阳能电池不适合剩余的狭窄光谱。

在水面下10米处，只有约10%的阳光能穿透。而硅电池表现最好的红光几乎被完全吸收。

研究人员选择了带隙约为1.96电子伏特的宽带隙铅卤化物钙钛矿太阳能电池，这与水下的蓝绿光相匹配。钙钛矿可调谐且在弱光下表现更好。但在海水中，它们可能因腐蚀、压力、封装问题和可能的铅泄漏而变得不稳定。

为解决这一问题，团队添加了聚亚甲基胍盐酸盐作为结晶添加剂，使电池在海水中更稳定。

“以往的水下太阳能电池仅关注2米或更浅的极浅水深，远离实际应用，”云南大学的张文华在Cell Press报告中表示。“这项工作展示了潜没式太阳能电池在高达约10米水深下实际运行的首次功能验证。”

在模拟10米水深阳光的实验室测试中，一块面积为0.0895平方厘米的小电池达到了34.71%的功率转换效率。一块面积为28.79平方厘米的较大组件达到了29.40%，表明即使是微弱光线也能被高效利用。

耐用性是这项工作的一大亮点。团队利用丁基橡胶和盖板玻璃为钙钛矿太阳能电池提供了多层封装——起到防水、耐压和耐腐蚀装甲的作用——并覆盖了一层透明环氧树脂外保护层。

在模拟海水中，封装器件在10米深度光照下连续浸泡1000小时后，保留了初始PCE的99.58%。

进一步计算表明，在25摄氏度（77华氏度）模拟10米水下光照条件下，该电池的T80寿命为48,094小时，意味着约5.5年后仍能保持80%的输出。

团队还在南海涠洲岛附近进行了真实水下测试。他们将钙钛矿太阳能电池与水下机器人集成，机器人携带钙钛矿太阳能组件在2米、6米和10米深度为锂离子电池充电。

在两小时光照下，系统在2米深度充电1416毫瓦时，6米深度充电752毫瓦时，10米深度充电324毫瓦时。成功点亮了一个LED面板。

“此外，我们实现了从小面积实验室电池到大尺寸组件的放大，”张某说。“实验室研究与现场实验的结合为水下光伏的运行提供了有力证据。”这项工作为钙钛矿（传统上被认为不适合潮湿环境）和日益有人类活动的水下世界都开辟了新疆域。

该技术可用于水下传感器、探测器、相机、通信系统、水下机器人和潜水器，可作为长期电源节点。

作者在论文中表示：“这项工作为钙钛矿光伏在水下环境中的实际部署铺平了道路，为自持续海洋能源系统和自主水下设备提供了一条有前景的路径。”