纽约大学发现宽能隙半导体的太阳能电池在水下性能表现突出，值得发展
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美国纽约大学（New York University）研究人员发现，基于宽能隙半导体的太阳能电池
在水下的性能比常规硅光伏装置中使用的窄能隙太阳能电池更好，这对于使用太阳能充电
的自动潜水器和传感器带来很大的益处。
由于缺少持久性的电源，水下交通工具无法长时间在水下运行。目前，他们通常是依靠电
池，与连接岸上电网或从位于水面以上的太阳能电池（例如，水面舰艇）获得电力。对于
需要长期供电而不想要透过岸上电网的水下车辆来说，车载太阳能电池板可能是一种有吸
引力的替代方案。但是现今基于硅或非晶硅的常规太阳能电池并非水下车辆用的最佳方案
。
现今水下车辆的太阳能电池分别采用1.1 eV和1.8 eV的窄能隙，其吸收了大量的红色和红
外线。不幸的是，水也能够很轻易地吸收这些波长的光线。这就造成了其性能不佳的情况
。相比之下，蓝光和黄光（400-600 nm）不易被水吸收，这意味着它可以进一步渗透到表
面以下。因此，如果改用宽能隙的半导体可能更适合于水下供电。
为了进一步研究这些类型的半导体，研究小组使用了一个详细的平衡模型来测量世界各地
不同海洋和湖泊中不同吸光材料的效率极限。其中包括大西洋和太平洋的相对较清澈且吸
收光的部分，以及更浑浊且光吸收特性较差的芬兰湖。
总体发现，透过良好的候选产品来制造太阳能电池，有助于电池重量变轻，制造更便宜且
能在弱光条件下工作良好。例如，聚（P3HT）的带隙约为2.1 eV，可轻松大量生产，非常
适合在浅水中使用。丁二烯（2.2 eV带隙）和并五苯（2.2 eV）之类的材料在深水下可以
很好地运作，聚衍生物（2.3-2.4 eV）也可以。或者，用元素周期表第III和V组元素制成
的合金，例如三价和四价碲化镉锌（CZT），硫化铜锌锑（CZAS），AlGaAs，InGaP和
GaAsP也可能很好。
纽约大学也发现，尽管水下采光材料的成分与常规太阳能电池不同，但其总体设计不需要
太大改变。显然，它们需要在海洋环境中长期防水和稳定，但是研究人员已经表明，硅太
阳能电池板可以封装起来并浸没在水下数月之久，而功率转换不会遭受任何重大损失。因
此，可以采用类似的封装技术来稳定由宽能隙半导体制成的太阳能电池。