（2026.09.21，新加坡）全球太阳能发电正在突破传统屋顶和大型地面电站的限制，从水库、海面到如今的海底，科学家不断寻找新的空间“收集阳光”。对于土地有限、却积极扩大太阳能部署的新加坡来说，这些技术发展尤其值得关注，因为未来太阳能的增长，可能不只是继续寻找更多屋顶，而是把发电场景延伸到过去难以想象的地方。
中国云南大学研究团队最近就在南中国海完成一项突破性实验，首次让太阳能系统在开放海域水下10米实际发电。研究人员把钙钛矿太阳能组件安装在水下机器人上，不但成功为锂离子电池充电，还点亮LED灯，证明太阳能即使到了阳光已经非常微弱的海底，仍有可能成为稳定的能源来源。
这项研究已于9月11日刊登在能源期刊《焦耳》（Joule）。过去水下太阳能实验大多局限在2米以内，这次则把实际测试深度推进至10米。听起来或许有些违反直觉，因为太阳能板理应越靠近太阳越好。在水下10米，大约只有一成阳光能够穿透，而且红光大部分已被海水吸收，剩下的主要是蓝绿光，传统硅太阳能电池因此难以有效利用。
研究团队改用可调整吸收光谱的钙钛矿太阳能电池，让组件更适合捕捉水下的蓝绿光。实验室模拟10米水深环境时，小型电池的光电转换效率达到34.71%，较大型组件也达到29.40%。
真正的挑战则是如何让太阳能板在海水中长期“活下来”。研究人员利用多层封装抵抗海水腐蚀和水压，并改善钙钛矿材料的稳定性。测试显示，封装后的装置在模拟海水环境连续浸泡和照射1000小时后，仍保留99.58%的初始转换效率。研究团队估算，在摄氏25度的模拟水下环境中，装置维持八成初始输出的寿命可达到约5年半。
从水库到海底，太阳能寻找更多空间
这项技术距离大规模商业化发电仍有一段距离，而且它的目标并不是把传统太阳能电站全部搬到海底。更实际的应用，是为水下传感器、摄像机、通讯系统、机器人和其他海洋设备持续供电，减少设备必须浮出水面充电或更换电池的需要。
不过，这项实验也反映出一个越来越明显的趋势，随着太阳能技术不断成熟，全球光伏产业正积极寻找新的应用空间，而对于国土面积有限的新加坡来说，这类技术发展尤其具有参考意义。由于难以像一些大型国家一样建设广阔的地面太阳能电站，新加坡过去几年已逐步把太阳能应用从建筑屋顶扩展至水面。
胜科工业（Sembcorp）建设的登格蓄水池浮动太阳能电站就是其中一个代表。这个60MWp项目在45公顷水面铺设超过12万2000块太阳能板，发出的可再生能源用于支持公用事业局（PUB）的供水系统，所产生的电力相当于约1万6000个四房式组屋家庭的用电量，每年可减少约3万2000吨碳排放。
从新加坡的经验来看，太阳能发展的关键已经不只是提高单块太阳能板的效率，而是如何在土地资源有限的情况下找到更多可以部署光伏设备的空间。屋顶、工业设施和蓄水池已经成为发电场所，如今水下太阳能实验又展示了另一种可能性。
全球太阳能的重要性也在迅速上升，澳洲科技新闻网ScienceAlert引述的数据显示，截至2025年，光伏发电已占全球电力供应约9%。随着太阳能逐步进入更多使用环境，技术发展的方向也不再局限于建设大型电站，而是进一步延伸至不同场景的小型发电设备和自主供电系统。
对于四面环海的新加坡而言，水下太阳能未来更可能首先服务海洋科技，而不是成为城市主要电力来源，例如海洋环境监测、港口设备、水下通讯和自主机器人，都可能需要能够长时间独立运作的能源系统。
云南大学团队在南中国海涠洲岛附近的实测也显示，水深增加后可取得的能源明显下降。在两小时照射下，太阳能组件在2米深处产生1416毫瓦时电量，6米下降至752毫瓦时，到了10米则只有324毫瓦时。这意味着水下太阳能虽然可行，却仍受到光线快速衰减的物理限制。
不过，从屋顶太阳能到水库浮动太阳能，再到今天实验阶段的水下光伏，太阳能产业正在逐步打破“哪里才能发电”的限制。对于缺乏土地的新加坡来说，下一阶段的太阳能发展未必只是继续增加太阳能板数量，如何把建筑、水域和新的光伏技术结合起来，可能成为扩大太阳能应用的另一条路径。
