Celle solari in perovskite funzionano a 10 metri sotto il mare

Un gruppo di ricerca dell'Università dello Yunnan, a Kunming, ha fatto funzionare celle solari in perovskite a 10 metri di profondità nel Mar Cinese Meridionale, al largo dell'isola di Weizhou. Le perovskiti sono una famiglia di materiali cristallini studiati da anni come alternativa economica al silicio. Montate su piccoli robot subacquei e sigillate contro l'acqua salata, le celle hanno caricato in due ore batterie agli ioni di litio con 324 mWh di energia, usata poi per accendere un pannello LED.

Lo studio, guidato da Wen-Hua Zhang, è uscito l'11 settembre 2026 sulla rivista peer reviewed Joule. La prova in mare è durata ore. Il dato dei 5,5 anni di funzionamento continuo, ripreso anche dal comunicato di Cell Press, è una stima di laboratorio ricavata da un test di 1.160 ore con luce simulata e acqua a 25 °C, e indica il tempo previsto prima che l'efficienza scenda all'80 % del valore iniziale. Secondo gli autori, gli studi precedenti sul fotovoltaico sommerso si fermavano a due metri o meno.

Come si sfrutta la luce che arriva a 10 metri

L'acqua assorbe in fretta le lunghezze d'onda sopra i 630 nm, cioè il rosso e l'infrarosso. Un pannello al silicio lavora tra circa 400 e 1.100 nm, quindi sotto pochi metri d'acqua perde buona parte della luce che converte. Tra 5 e 10 metri arriva soprattutto luce blu e verde, tra 400 e 600 nm.

Il gruppo ha regolato la composizione di una perovskite agli alogenuri di piombo, la stessa classe di materiali su cui si lavora per i pannelli tandem con il silicio, fino a un bandgap di circa 1,96 eV. Il bandgap è l'energia minima che un fotone deve avere per generare corrente, e un valore alto tara la cella sulla luce a lunghezza d'onda corta. Nel paper gli autori descrivono anche l'aggiunta di un polimero, il polyhexamethylene guanidine hydrochloride, che riduce i difetti del cristallo e limita la migrazione degli ioni alogenuri, una delle cause del degrado delle perovskiti.

Sotto uno spettro che riproduce quello a 10 metri, le celle hanno raggiunto un'efficienza di conversione del 34,71 %, contro il 17,08 % misurato con la luce solare standard di superficie. Il confronto con il 20-25 % dei pannelli commerciali regge poco, perché la percentuale sott'acqua si calcola su una potenza luminosa molto più bassa. In mare, 115 cm² di celle incapsulate hanno prodotto 1.416 mWh in due ore a 2 metri e 324 mWh a 10 metri, cioè una potenza media di circa 162 mW.

Cosa manca prima di un uso reale

Zhang, intervistato da IEEE Spectrum, indica come possibili utilizzatori sensori, telecamere, sistemi di comunicazione sottomarini e veicoli autonomi subacquei, che oggi dipendono da batterie da sostituire o da cavi verso la costa. Nel test le celle erano protette da vetro, gomma sintetica e resina epossidica, e i robot mantenevano da soli la profondità impostata.

Tra gli ostacoli aperti lo stesso Zhang cita le correnti, che complicano il posizionamento, la corrosione dell'acqua salata e il biofouling, cioè l'incrostazione di alghe e cirripedi che copre la superficie e toglie luce. Una prova di due ore non poteva misurare nessuno di questi effetti, né la variazione della torbidità con le stagioni.

I prossimi passi dichiarati dal gruppo sono test a profondità maggiori, per capire dove il fotovoltaico sommerso smette di rendere, l'integrazione con sistemi di accumulo in un'unica unità e la definizione di un protocollo di prova standard, oggi assente, per confrontare i risultati tra laboratori diversi.