美國科學家研究水下太陽能電池 希拓展海底探索極限
編譯／Elisa
美國紐約大學研究團隊正在深入研究水下太陽能電池，用來為水下載具(underwater vehicles)提供電力的可行性。儘管波浪能(wave power)和潮汐能(tide power)也具有潛力，但兩種能源受限於位置，缺乏便攜性。另外一項能源技術－海洋熱能轉換(oceanic thermal energy conversion)，是透過深海與海面溫差來發電，卻需要在特定潛水模式下才能發揮作用，而且這項技術比較適用在熱帶與亞熱帶地區。
陽光可穿透海面有望提供電力
另一方面，太陽能即使在海洋表面下，也是一種無處不在且強大的能源。特別是在綠色藍色光譜(green-to-blue spectrum)的陽光，可以穿透到50公尺深的水域，為基礎電子設備提供足夠的運作能量。不過其中一項主要挑戰，就是現有的矽太陽能裝置技術不適用在水下環境。水和鹽分對電子產品有害，另外矽太陽能電池經過最佳化設計後，可吸收紅光和紅外光，但這兩種光卻無法穿透水面。研究人員找到磷化鎵銦(GaInP)和碲化鎘(CdTe)，兩種製作太陽能電池的高效替代選擇，科學家也考慮使用有機太陽能電池和鈣鈦礦太陽能電池。
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科學家模擬海深度找最適用太陽能電池
水下太陽能電池的另一樣挑戰是有機物質產生的汙垢，包括微生物和植物會逐漸堆積在電池上，擋住光線，阻礙光伏過程和性能。污垢也會增加水下載具重量，產生阻力。實驗顯示水下載具待在水下30天後，超過50%表面就被有機物質污垢蓋住，嚴重影響太陽能電池運作。為了解決各種問題，研究人員做了多項試驗，設計出創新的解決方法。例如用LED燈模擬不同水下深度的光譜，並發現矽太陽能電池在淺水深度效率更好，其他類型電池在兩公尺以下深度效率更高。儘管這些水下太陽能電池還在早期開發階段，但有望為未來開發突破性太陽能技術和海底探索任務奠定基礎。
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