Napájení zařízení umístěných pod vodou může být poměrně komplikované. Výzkumné přístroje, senzory, kamery nebo komunikační systémy mohou být pod hladinou dlouhé měsíce či dokonce roky a pravidelná výměna baterií není vždy praktická. Solární články, které by dokázaly využívat světlo pronikající vodou, by proto mohly představovat zajímavou alternativu.

Výzkum zveřejněný v časopise Joule provedl tým vědců z čínské Yunnan University. Během testů umístili solární články do Jihočínského moře a sledovali, kolik energie dokážou vyrobit v různých hloubkách. Ve vodě se dostali až do hloubky 10 metrů - přibližně 32 stop pod hladinu.

Výsledky ukázaly, že články dokázaly i v této hloubce vyrábět využitelné množství energie. Ve dvou metrech pod hladinou zachytily během testu 1 416 mWh elektřiny. V šesti metrech už to bylo 752 mWh a v hloubce 10 metrů výkon dále klesl na 324 mWh.

Pokles výkonu však není nijak překvapivý. Čím hlouběji se světlo ve vodě dostává, tím méně ho zbývá pro solární článek. Voda část světla pohlcuje a rozptyluje, takže k panelu se postupně dostává menší množství energie. Přesto vědci považují schopnost fungovat v hloubce kolem 10 metrů za významný posun oproti dosavadním pokusům.

Použité solární články byly vyrobeny z halogenidového perovskitu na bázi olova. Do materiálu vědci zároveň přidali polymer označovaný jako polyhexamethylen guanidin hydrochlorid. Právě tato přísada měla pomoci zlepšit vlastnosti a účinnost článků.

Podle Wen-Hua Zhanga z Yunnan University se dosavadní výzkum podvodních solárních článků zaměřoval převážně na velmi mělkou vodu, obvykle do hloubky kolem dvou metrů. Nová studie tak podle něj představuje první praktické ověření funkčnosti ponořených solárních článků v hloubce přibližně 10 metrů.

Zajímavá je také jejich předpokládaná životnost. Výzkumníci uvádějí, že jeden článek by mohl být v provozu přibližně pět a půl roku, než by bylo nutné jej vyměnit. Pokud by se podobné systémy podařilo spolehlivě provozovat po tak dlouhou dobu i v reálných podmínkách, mohly by být užitečné pro celou řadu zařízení.

Možné využití představují například podvodní senzory, kamery nebo komunikační systémy. U takových zařízení může být nepříjemné, když je kvůli výměně baterie nutné vyslat k nim člověka nebo jinou techniku. Solární článek umístěný přímo v jejich blízkosti by mohl průběžně vyrábět elektřinu a dobíjet baterie, díky čemuž by zařízení mohlo fungovat pod vodou výrazně déle bez zásahu člověka.

Vědci ale zároveň upozorňují, že před případným širším nasazením bude potřeba vyřešit ještě několik problémů. Jedním z nich je biofouling, při kterém se na povrchu objektů ponořených ve vodě postupně usazují organismy, řasy a další biologický materiál.

To může být u podvodního solárního panelu poměrně velký problém. Světlo, které článek potřebuje k výrobě elektřiny, totiž zároveň podporuje růst některých organismů. Pokud by se jeho povrch postupně pokryl řasami nebo jinými usazeninami, množství světla dopadajícího na solární článek by se mohlo výrazně snížit. V praxi by tak mohlo být nutné panely pravidelně čistit, a to by zase zvyšovalo nároky na jejich údržbu.

Laboratorní testy každopádně ukázaly, že tyto články mohou dosahovat účinnosti přeměny energie těsně pod 35%, což skutečně není nijak veleslavné. Nedá se očekávat, že se podobné panely brzy objeví na dně moří ve velkém. Výzkum je stále v rané fázi a bude potřeba ověřit, jak si technologie povede při dlouhodobém vystavení skutečným podmínkám pod hladinou.