近日，云南大学材料与能源学院、西南联合研究生院张文华研究员团队在水下光伏发电领域的研究取得重要进展，实现了钙钛矿光伏模组在10米实际水深环境的有效发电输出，首次为水下设备的持续供能提供了可行的技术路径。相关研究成果以“Submerged solar harvesting with wide-band-gap perovskites for autonomous underwater energy systems”为题，发表于国际著名期刊Joule。材料与能源学院的博士研究生马思敏和副教授蔡冰为论文共同第一作者；中科院福建物构所高鹏研究员、瑞士洛桑联邦理工学院Grätzel教授，以及云南大学材料与能源学院任小东副教授、张文华研究员为共同通讯作者。

海洋开发中大量设备如水下监测、通讯、养殖、作业装备等对用电需求十分迫切，但如何实现可靠的长时稳定水下供电一直是世界范围内面临的重大挑战。水对太阳光具有很强的吸收作用，不仅使得光的强度大幅衰减，而且光谱范围显著收窄，这使得传统光伏电池无法应用到水下环境。研究人员利用钙钛矿材料对光具有极强的吸收能力，光吸收范围易于调节的特点，通过能带工程与缺陷钝化的协同作用，展示了一种高效、稳定的水下钙钛矿太阳能电池，在模拟10 米水深光照条件下光电转换效率达到34.71%，加速老化实验显示电池在该条件下的使用寿命超过5年。特别是，大面积水下钙钛矿光伏电池组件在南海海域10 米水深下光照两小时后可产生324 mWh的电能，并成功驱动LED的长时间运行发光。

该工作为世界上首次实现具有实用意义的水下光伏电池稳定持续供电的展示，有望把光伏技术的应用场景从太空卫星、陆地等拓展至海洋环境，具有重大的意义，得到了国际科技界的高度关注，该工作被Joule 期刊选为亮点工作，迄今已有多家国外科技媒体（如Chemical & Engineering News、IEEE Spectrum、Philosophical Magazine、www.earth.com、www.eurekalert.org科技网等）跟踪报道该项成果。

该项研究得到了云南省云岭学者项目、西南联合研究生院科技项目、云南省科技厅重点研发计划项目、云南大学“双一流”建设专项、云南大学杰出人才协同创新团队项目、中国国家自然科学基金等项目的支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.joule.2026.102672

来源：材料与能源学院

编辑：张懿淼 责任编辑：李哲