太陽能是大自然賜給人類的禮物，有數(shù)據(jù)顯示2016年世界各地平均每天安裝50萬塊太陽能電池板。而基于太陽能發(fā)電技術(shù)的太陽能汽車，由于其零排放的環(huán)保特點，被諸多國家所提倡，太陽能汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也日益蓬勃。
2017年8月5日，在全球最大的太陽能汽車比賽“2017FIA電子與新能源太陽能賽車錦標(biāo)賽”中，由天合光能IBC太陽電池驅(qū)動的太陽能賽車再度摘得夢想組桂冠，連續(xù)第三次衛(wèi)冕大賽冠軍。天合光能日本公司總裁陳曄表示：“今年比賽的名稱由之前的‘可替代能源杯賽’轉(zhuǎn)變?yōu)椤娮优c新能源錦標(biāo)賽’，由此可見，太陽能已經(jīng)從可替代能源進入到了一個新的階段。”
IBC電池助賽車奪冠
在太陽能賽車比賽中，獲勝的關(guān)鍵除了更快的速度和更輕的車身之外，更重要的是在多變的光照條件下，賽車手需要在5小時的賽程中控制好太陽能源的使用。據(jù)了解該款太陽能賽車，其全部動力來自由天合光能光伏科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室研發(fā)的IBC太陽電池。并且已在2015和2016年的鈴鹿FIA太陽能汽車賽中兩次奪冠。
IBC電池全稱Interdigitatedbackcontact，即全背電極接觸晶硅太陽電池，是一種高效晶體硅電池。與其它太陽能電池相比，IBC電池的所有電極均在電池背面，減少正面遮光損失，相當(dāng)于增加了有效半導(dǎo)體面積，提升電池效率。其正面采用均勻的一片式設(shè)計，電池外形更美觀。
天合光能光伏科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室一直以研發(fā)低成本高效率太陽電池技術(shù)與產(chǎn)品作為出發(fā)點，長期致力于開發(fā)可量產(chǎn)的高效晶體硅太陽電池技術(shù)。在2016取得IBC電池最高23.5%，平均23%效率的基礎(chǔ)上，該實驗室重點解決了金屬接觸區(qū)復(fù)合的問題并對背面圖形進行了細致的優(yōu)化設(shè)計。值得一提的是，這是基于普通PERC電池生產(chǎn)線設(shè)備的工藝路線，和之前相比沒有增加任何成本。
不久前，實驗室研發(fā)的基于傳統(tǒng)制備工藝N型雙面電池已達到22.6%的轉(zhuǎn)換效率，在業(yè)界內(nèi)處于領(lǐng)先水平。如今，這一高效IBC電池的問世，更是成為低成本單結(jié)晶體硅電池中的佼佼者。據(jù)悉，這是國內(nèi)首個自主研發(fā)在6英寸全面積上轉(zhuǎn)換效率超過24%的晶體硅太陽電池。
天合光能首席科學(xué)家PierreVerlinden博士對這一產(chǎn)品的市場應(yīng)用前景十分看好。他認為，高轉(zhuǎn)換效率IBC電池可降低光伏系統(tǒng)的LCOE，在太陽能汽車、太陽能飛機等特殊領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。
薄膜技術(shù)入駐太陽能汽車產(chǎn)業(yè)
除了IBC電池，國內(nèi)太陽能汽車產(chǎn)業(yè)還采用薄膜發(fā)電技術(shù)，2016年漢能集團對外發(fā)布了Solar系列全太陽能動力汽車。據(jù)了解Solar系列全太陽能汽車采用高效砷化鎵薄膜太陽能發(fā)電技術(shù)。由于這些薄膜太陽能芯片具有柔軟、輕薄、可彎曲的特性，結(jié)合可變形車頂，在保證良好的空氣動力性能同時又能使太陽能芯片面積最大化，解決了傳統(tǒng)太陽能汽車一定要車身尺寸巨大才能夠采集到足夠動力的問題。
漢能生產(chǎn)的砷化鎵薄膜太陽能電池轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達到31.6%，全太陽能動力汽車每天單純依靠太陽能發(fā)電就能實現(xiàn)100公里左右的續(xù)航里程。另外，為了對太陽能汽車的發(fā)電量進行補充，漢能還提出了“光伏車棚”概念。未來一個太陽能車棚將安裝約3kW的太陽能系統(tǒng)，年發(fā)電量可以達到3600度，完全抵充汽車的電費。
西方行業(yè)認為新的薄膜太陽能發(fā)電無法媲美當(dāng)今主流的晶體硅技術(shù)，然而中國制造商卻通過大規(guī)模投資規(guī)模化生產(chǎn)降低了價格。英國《金融時報》認為，下一步更好的辦法是同時利用電池和太陽能發(fā)電方面互補、漸進式的技術(shù)。
“邊開邊充”節(jié)能減排
對于普通民眾來說，太陽能汽車仍然是個謎團。人們普遍認為，造價昂貴的光伏電池板成本高，太陽能汽車這種“獵奇之物”注定是有錢人的專屬。此外，太陽能蓄電容量有限，行駛里程短，輸出不穩(wěn)定，只能在晴天使用，一旦遇到陰雨天氣、樓宇遮擋、霧霾等就毫無用武之地。
而事實上，太陽能汽車?yán)霉夥姵夭杉柟夂螅瑫苯訉⒐饽苻D(zhuǎn)化成電能，供給發(fā)動機一邊行駛一邊蓄電，多余的電量可以用來備用。以漢能的HanergySolarA為例，每天在充足的陽光下日照5——6小時，大約可以發(fā)8——10度電，能夠保證太陽能汽車行駛80公里左右。另外，還有許多太陽能汽車可以通過太陽能和其它能量混合驅(qū)動。
我國傳統(tǒng)燃油乘用車平均耗油量為每百公里8.76升，以用戶年行駛2萬公里計，費用超過1萬元。一般電動汽車每年行駛2萬公里需要的電費為3000元左右。太陽能汽車可以“邊開邊充”，將使汽車在中短途實現(xiàn)“不插電無限行駛”，同時節(jié)約能源及燃料費，甚至完全免去了車輛的油耗花費，大幅降低充電時間成本及費用，減少了對電網(wǎng)電能的消耗和對固定充電樁的依賴。
在能源領(lǐng)域，隨著技術(shù)水平的提高及太陽能電池板成本的降低，太陽能汽車的售價會進一步降低，續(xù)航里程也會大幅提高。2016年，法國計劃在道路上安裝太陽能電池板，ColasSA子公司設(shè)計出可鋪路的太陽能電池板并進入測試階段。這一技術(shù)不僅可以直接儲電，還可給太陽能汽車無線感應(yīng)充電，解決充電難問題。
太陽能汽車還未能實現(xiàn)量產(chǎn)
目前在國際上太陽能汽車還沒有大規(guī)模量產(chǎn)，仍然從屬于新能源汽車。2016年，新能源汽車銷量達到了77.4萬輛，較2015年增長40%。中國是最大的新能源汽車市場，新能源汽車的狂飆突進為太陽能汽車在中國創(chuàng)造了更廣闊的前景。
據(jù)相關(guān)資料顯示，中國企業(yè)已經(jīng)掌握太陽能汽車的整車和核心零部件技術(shù)。2009年，河北保定的英利光伏應(yīng)用技術(shù)研究院研發(fā)出車頂用太陽能電池，并且通過天津汽車技術(shù)研究中心的技術(shù)性能測試。2010年，比亞迪推出的F3DM低碳版雙模新能源汽車，搭載了像全景天窗一樣的車頂太陽能電池充電系統(tǒng)，可以對車載動力電池充電，這套系統(tǒng)售價約2萬元。2012年，黑龍江龍華汽車有限公司開發(fā)出12米太陽能電電混合新能源客車。2016年3月，黑龍江龍華汽車有限公司在江蘇常州將25輛太陽能為輔助能源的“電電氣”新能源公交車交付給常州市公共交通集團公司運營。另外2015北京國際道路運輸展上，南京金龍展出了11米的太陽能電動客車，太陽能光伏電板就裝在車頂，面積有15平方米。
由此看出，中國已經(jīng)有多家企業(yè)正在進行太陽能汽車的研發(fā)工作。但是由于目前太陽能板成本高，國家沒有補貼，導(dǎo)致目前國內(nèi)太陽能汽車銷量很少，中國太陽能汽車的發(fā)展仍然“在路上”。
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