光伏電池水下如何發(fā)電？

:如果把太陽(yáng)能電池放在水下會(huì)怎樣？為了滿(mǎn)足好奇，科學(xué)家們真的做了這樣的實(shí)驗(yàn)。

近日，印度科學(xué)家們將電池放入水中，測(cè)試了水下非晶硅太陽(yáng)能電池的性能?？茖W(xué)家們表示，電池浸入水下確實(shí)會(huì)損失很多能量，但并不意味著這毫無(wú)用處，水下太陽(yáng)能系統(tǒng)具有用于監(jiān)視傳感器等商業(yè)和國(guó)防應(yīng)用的潛力。

由于在水下，因此太陽(yáng)輻射很低。但得益于較低的溫度，水下太陽(yáng)能電池都處于較為理想的環(huán)境中。同時(shí)，通過(guò)晶硅太陽(yáng)能和非晶硅太陽(yáng)能的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)，單晶硅和多晶硅電池在水下1m深處時(shí)轉(zhuǎn)換效率就會(huì)下降20％，但是非晶硅太陽(yáng)能電池在水下1.5m處的衰減仍比晶硅電池小，因此具有潛在的發(fā)展價(jià)值。

實(shí)驗(yàn)人員稱(chēng)，雖然轉(zhuǎn)換效率會(huì)降低，但仍能足以為水下電子設(shè)備供電。

科學(xué)家使用了一種覆有聚二甲基硅氧烷（PDMS）的非晶電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。聚二甲基硅氧烷（PDMS）這種材料是一種高分子有機(jī)硅化合物，具有良好的光學(xué)透明特性和疏水性，是應(yīng)用最廣泛的硅為基礎(chǔ)的有機(jī)聚合物材料，這層涂料將電池在水下兩米的轉(zhuǎn)換效率提高了2.79％。

而之所以選擇非晶硅電池，是因?yàn)榉蔷Ч桦姵厮哂械母鞣N特性，如生產(chǎn)成本低、適于大批量生產(chǎn)、弱光響應(yīng)好等。非晶硅電池具有吸收光的光譜靈敏度，基本上在380-780nm的可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)，在水下環(huán)境中，光譜隨著深度的增加而變窄，這使非晶硅電池成為水下環(huán)境的理想選擇。

科學(xué)家還測(cè)試了非晶硅電池在不同水環(huán)境中的發(fā)電性能。實(shí)驗(yàn)共設(shè)置了四種水環(huán)境，分別是去離子水，湖水，海水和人造海水（人造海水是用鹽度為3.5％的海鹽和其他水雜質(zhì)制備的）。

其中在湖水的發(fā)電性能最差，由于細(xì)菌、藻類(lèi)和其他雜質(zhì)降低了液體的透明度，因此光照最弱。去離子水中得到的實(shí)驗(yàn)功率最佳，其次為海水和人造海水。

實(shí)驗(yàn)人員總結(jié)稱(chēng)，雖然在水下展開(kāi)太陽(yáng)能發(fā)電還具有一定的挑戰(zhàn)和局限性，但是太陽(yáng)能發(fā)電在水下監(jiān)控傳感器應(yīng)用或其他商業(yè)和國(guó)防應(yīng)用中仍具有巨大的潛力。

該報(bào)告《分析不同水下環(huán)境中非晶硅太陽(yáng)能電池上太陽(yáng)輻射的結(jié)果》發(fā)表在在國(guó)際能源研究雜志上，研究團(tuán)隊(duì)由印度坎普爾技術(shù)學(xué)院和比拉尼海德拉巴校區(qū)Birla技術(shù)學(xué)院科學(xué)家組成。

原標(biāo)題:光伏電池水下如何發(fā)電？