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薄膜技术入驻太阳能汽车产业《资讯》

发布时间:2020-08-17 13:05:04 阅读: 来源:古典家具厂家

2018-04-05 11:02:58来源: 贤集网

太阳能是大自然赐给人类的礼物,有数据显示2016年世界各地平均每天安装50万块太阳能电池板。而基于太阳能发电技术的太阳能汽车,由于其零排放的环保特点,被诸多国家所提倡,太阳能汽车产业的发展也日益蓬勃。

2017年8月5日,在全球最大的太阳能汽车比赛“2017FIA电子与新能源太阳能赛车锦标赛”中,由天合光能IBC太阳电池驱动的太阳能赛车再度摘得梦想组桂冠,连续第三次卫冕大赛冠军。天合光能日本公司总裁陈晔表示:“今年比赛的名称由之前的‘可替代能源杯赛’转变为‘电子与新能源锦标赛’,由此可见,太阳能已经从可替代能源进入到了一个新的阶段。”

IBC电池助赛车夺冠

在太阳能赛车比赛中,获胜的关键除了更快的速度和更轻的车身之外,更重要的是在多变的光照条件下,赛车手需要在5小时的赛程中控制好太阳能源的使用。据了解该款太阳能赛车,其全部动力来自由天合光能光伏科学与技术国家重点实验室研发的IBC太阳电池。并且已在2015和2016年的铃鹿FIA太阳能汽车赛中两次夺冠。

IBC电池全称Interdigitatedbackcontact,即全背电极接触晶硅太阳电池,是一种高效晶体硅电池。与其它太阳能电池相比,IBC电池的所有电极均在电池背面,减少正面遮光损失,相当于增加了有效半导体面积,提升电池效率。其正面采用均匀的一片式设计,电池外形更美观。

天合光能光伏科学与技术国家重点实验室一直以研发低成本高效率太阳电池技术与产品作为出发点,长期致力于开发可量产的高效晶体硅太阳电池技术。在2016取得IBC电池最高23.5%,平均23%效率的基础上,该实验室重点解决了金属接触区复合的问题并对背面图形进行了细致的优化设计。值得一提的是,这是基于普通PERC电池生产线设备的工艺路线,和之前相比没有增加任何成本。

不久前,实验室研发的基于传统制备工艺N型双面电池已达到22.6%的转换效率,在业界内处于领先水平。如今,这一高效IBC电池的问世,更是成为低成本单结晶体硅电池中的佼佼者。据悉,这是国内首个自主研发在6英寸全面积上转换效率超过24%的晶体硅太阳电池。

天合光能首席科学家PierreVerlinden博士对这一产品的市场应用前景十分看好。他认为,高转换效率IBC电池可降低光伏系统的LCOE,在太阳能汽车、太阳能飞机等特殊领域都有着广泛的应用前景。

薄膜技术入驻太阳能汽车产业

除了IBC电池,国内太阳能汽车产业还采用薄膜发电技术,2016年汉能集团对外发布了Solar系列全太阳能动力汽车。据了解Solar系列全太阳能汽车采用高效砷化镓薄膜太阳能发电技术。由于这些薄膜太阳能芯片具有柔软、轻薄、可弯曲的特性,结合可变形车顶,在保证良好的空气动力性能同时又能使太阳能芯片面积最大化,解决了传统太阳能汽车一定要车身尺寸巨大才能够采集到足够动力的问题。

汉能生产的砷化镓薄膜太阳能电池转化率已经达到31.6%,全太阳能动力汽车每天单纯依靠太阳能发电就能实现100公里左右的续航里程。另外,为了对太阳能汽车的发电量进行补充,汉能还提出了“光伏车棚”概念。未来一个太阳能车棚将安装约3kW的太阳能系统,年发电量可以达到3600度,完全抵充汽车的电费。

西方行业认为新的薄膜太阳能发电无法媲美当今主流的晶体硅技术,然而中国制造商却通过大规模投资规模化生产降低了价格。英国《金融时报》认为,下一步更好的办法是同时利用电池和太阳能发电方面互补、渐进式的技术。

“边开边充”节能减排

对于普通民众来说,太阳能汽车仍然是个谜团。人们普遍认为,造价昂贵的光伏电池板成本高,太阳能汽车这种“猎奇之物”注定是有钱人的专属。此外,太阳能蓄电容量有限,行驶里程短,输出不稳定,只能在晴天使用,一旦遇到阴雨天气、楼宇遮挡、雾霾等就毫无用武之地。

而事实上,太阳能汽车利用光伏电池采集阳光后,会直接将光能转化成电能,供给发动机一边行驶一边蓄电,多余的电量可以用来备用。以汉能的HanergySolarA为例,每天在充足的阳光下日照5——6小时,大约可以发8——10度电,能够保证太阳能汽车行驶80公里左右。另外,还有许多太阳能汽车可以通过太阳能和其它能量混合驱动。

我国传统燃油乘用车平均耗油量为每百公里8.76升,以用户年行驶2万公里计,费用超过1万元。一般电动汽车每年行驶2万公里需要的电费为3000元左右。太阳能汽车可以“边开边充”,将使汽车在中短途实现“不插电无限行驶”,同时节约能源及燃料费,甚至完全免去了车辆的油耗花费,大幅降低充电时间成本及费用,减少了对电网电能的消耗和对固定充电桩的依赖。

在能源领域,随着技术水平的提高及太阳能电池板成本的降低,太阳能汽车的售价会进一步降低,续航里程也会大幅提高。2016年,法国计划在道路上安装太阳能电池板,ColasSA子公司设计出可铺路的太阳能电池板并进入测试阶段。这一技术不仅可以直接储电,还可给太阳能汽车无线感应充电,解决充电难问题。

太阳能汽车还未能实现量产

目前在国际上太阳能汽车还没有大规模量产,仍然从属于新能源汽车。2016年,新能源汽车销量达到了77.4万辆,较2015年增长40%。中国是最大的新能源汽车市场,新能源汽车的狂飙突进为太阳能汽车在中国创造了更广阔的前景。

据相关资料显示,中国企业已经掌握太阳能汽车的整车和核心零部件技术。2009年,河北保定的英利光伏应用技术研究院研发出车顶用太阳能电池,并且通过天津汽车技术研究中心的技术性能测试。2010年,比亚迪推出的F3DM低碳版双模新能源汽车,搭载了像全景天窗一样的车顶太阳能电池充电系统,可以对车载动力电池充电,这套系统售价约2万元。2012年,黑龙江龙华汽车有限公司开发出12米太阳能电电混合新能源客车。2016年3月,黑龙江龙华汽车有限公司在江苏常州将25辆太阳能为辅助能源的“电电气”新能源公交车交付给常州市公共交通集团公司运营。另外2015北京国际道路运输展上,南京金龙展出了11米的太阳能电动客车,太阳能光伏电板就装在车顶,面积有15平方米。

由此看出,中国已经有多家企业正在进行太阳能汽车的研发工作。但是由于目前太阳能板成本高,国家没有补贴,导致目前国内太阳能汽车销量很少,中国太阳能汽车的发展仍然“在路上”。

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