光合产氢微生物选择吸收特定波长太阳光的特性研究发现光合产氢微生物只对特定波长的光线有吸收作用，被吸收的光被称为光合活性光线，不能吸收全部波段的太阳光，所以即使没有其它因素的影响，光转化效率也不能达到100%。从绿藻和紫细菌的吸收波谱图与太阳波谱图的对照图可以看出<5>，绿藻只能利用400700nm波段范围内的太阳光，这些光占全部太阳光线的43%；紫细菌只能利用400~950nm波段范围内的太阳光，这些光占全部太阳光线的65.8%。所以2种光合微生物的最高光转化效率分别只能达到43%和65.8%。
太阳能光合产氢微生物的光饱和效应在充足的太阳光照条件下，暗反应速度（电子在PS和PS2个光合系统间的转移速度）成为限制太阳能光合产氢微生物光转化效率的主要影响因素，暗反应速度是光合微生物细胞色素捕获光子速度的1/10左右，大大降低太阳能光合微生物的光转化效率，造成光能的巨大浪费，通常称这一现象为光饱和效应。
高速搅拌技术高速搅拌可以在光合微生物细胞周围的旋涡边缘产生闪光效应，强烈的毫秒级光闪烁可以使得光子能量的使用效率明显增大。因为每次强光闪烁中，每个光捕获单位（包含几百个色素分子）只捕获1个光子，从而与后续缓慢的电子传递速度相适应，提高了光能的转化效率。WESSMA等人研究表明<8>，在560cms-1的范围内，需要严格控制的指标（如pH，O2含量）对产氢量没有影响。RICH-MOND的研究也发现<9>，单个细胞的间歇感光对氢产量有巨大的影响，可以提高光能的利用效率。
培养基表面的光强度稀释技术为了将太阳能光合微生物培养基表面的光导向深层培养基，应在培养基表面采取适当的光强度稀释技术，最简单的方法是垂直布置反应器，一方面可以减少直射光，另一方面也会增大采光面积。另一种方法是采用太阳光导纤维技术，用大面积太阳聚光镜有选择地收集光线，通过与之相连的光导纤维将光送到反应器各个部位，其中的一个关键技术难题是光导纤维输送光的光谱特性应与太阳光合微生物的光谱特性相一致，以达到光能的高效率转化。
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