水下发电的太阳能电池

虽然太阳能电池在置于水下时，发电功率会大幅降低，这是对这个课题的研究也并非毫无益处。科技的发展，人们对能源的需求越来越大，而现有的能源有限，需要人们不断发展新能源，而太阳能就是一个不错的选择，人们开始大力发展太阳能能发电。近日印度的研究人员就表示，置于水中的太阳能电池可以用于监测传感器，从而应用于商业和国防领域。

位于皮拉尼-海得拉巴校区的伯拉理工学院、印度理工学以及印度国防材料研发机构的科学家们表示，采用松下的非晶硅电池作为测试对象，浸在水中的太阳能电池相对来说处于一个较低的温度，是理想的清洁环境。然而，在水中受到的太阳能辐射明显降低，在引用另一项研究时，科学家小组表示，单晶和多晶硅电池在1米深的水下时，转换效率会下降20%，但是非晶硅类电池在1.5米深的水下转换效率降低的较少，这一对比数据令人兴奋：剩余的转换效率就足以为水下电子设备供电。

科学家们在水深20厘米的地方测试了一种非晶硅电池片，这种电池片的表面涂有聚二甲基硅氧烷(PDMS)，PDMS是光电应用中最为广泛使用的硅基有机聚合物。据研究人员介绍，PDMS具有优异的光学性能和疏水性。“这是一种惰性的，无毒的，不易燃的聚合物”，这种涂层方式提高了2.79%的电池片功率。

研究小组之所以选择非晶硅电池，因为它们具有吸收光线的光谱敏感性，而光线的可见波长范围基本上在380-780纳米之间。研究人员说，这使得非晶硅电池成为水下环境的理想选择，在水中，随着深度的增加，光谱会变窄，较长的波长在初始深度穿透。实际上，非晶硅电池在室内和室外的应用早就屡见不鲜。

在使用SS50AA光伏模拟器测试松下电池片的性能时，电池片被浸在四种环境的水中：去离子水、湖水、海水、用买来的含有3.5%盐度的海盐和其他水杂质制作的人造海水。经过实验对比，在湖水中松下电池片的表现最差，细菌、藻类和其他杂质降低了液体的透明度。最佳输出功率为0.0367 W，这是在去离子水深度为2米时获得的数据，而海水和人造海水在同样的深度时，分别为0.0337 W和0.0320W。

“虽然还面临着很多挑战和局限性，但是从目前获得的结果表明，光伏发电技术在水下监测传感器或设备,以及现代电力电子的各种其他商业和国防应用中，存在着巨大的潜力。”研究人员们在文章中写道，这一研究以《分析非晶硅太阳能电池在不同水下环境下的太阳辐照结果》为标题，发表在国际能源研究杂志上。

这项研究的协调负责人，同时也是比尔拉技术与科学学院(BITS-Pilani)的教授Sanket Goel表示“这项研究工作由印度国防实验室提供资金支持，主要是为了探索和优化利用水下太阳能来操作各种水下传感器和监视设备。”这项研究为太阳能在水下的应用开拓了新的方向。如果某一天人们能高效利用太阳能，相信能解决很大的能源问题，毕竟太阳能是符合可持续发展战略的，能保证人类的永续发展，需要我们科研人员更加努力。