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太阳能光伏电池能否移动化?

来源:中国工业电器网 时间:2016-01-19 00:00:00

    上帝说,要有光,于是世界便有了光。阳光是万物生长生活所必需的因素之一,仿佛是取之不尽用之不竭的,因而太阳能也成为风能、水能之后最被大众看好的“未来式”能源。之所以加上“未来式”前缀,是因为目前太阳能还处于初级发展阶段。并且虽然太阳能资源优势较多,但因为能源转化能力较弱、对资源的利用程度不够,致使国内太阳能产业一直呈过剩现象。

  太阳能的发展大概要追溯到19世纪中期,那时候运用蒸汽动力产生电能的相关发明让人们意识到,热能和电能之间是可以相互转化的,而太阳能,则是产生热能的最直接来源。发展到现在,民用市场中应用较多的大概还是太阳能电池板,它能够通过吸收太阳光,将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能。

  太阳能电池与锂电池的区别

  太阳能电池板由多块太阳能电池拼接而成,只要接触到太阳光,瞬间便能够输出电压以及在有回路的情况下产生电流。如果不考虑技术因素,单就太阳能—电能的转化而言,太阳能电池无疑是能够秒杀当下所有类型电池的完美选择。不过太阳能电池多用于交通领域、通信领域以及军事领域等大型固定场所,对于目前正在快速发展的消费电子品行业似乎影响不大。如果有一天太阳能电池能够“瘦身成功“并且应用到移动电子设备当中,带来的必将是整个科技产业整体方向的转变。

  现在的大部分智能电子产品都是用的可循环充电的锂电池。尤其是移动电子设备,因为轻巧便携和应用功能多等特点,用户在使用过程中不受环境场合限制,而且操作时间长,所以锂电池虽有续航弱点,还是成为最普遍的选择。

  虽然太阳能电池与锂电池听起来是同一类产品,但其实不尽然,二者之间还是存在最本质的区别的。简单来说,太阳能电池是一种发电设备,其本身并不能够直接储蓄电能,而锂电池则是蓄电池的一种,而且能够持续蓄电以供用户使用。

  跟锂电池一对比,太阳能电池的一个劣势便显露无余,那就是不能够脱离阳光的照射,将太阳能转化为电能是与日照实时同步的,因此对太阳能来说,只有白天甚至只有晴天才是自己的主场,但无法像锂电池一样只要蓄满电,就能够完全摆脱时间和环境的限制,灵活使用。

  太阳能电池“瘦身”难点

  因为太阳能电池本身并不能存储电能,对于实际应用来说是一个非常大的bug,所以研发人员灵机一动,将太阳能电池与超大容量的蓄电池联合使用,铅蓄电池是太阳能供电系统中应用较多的一类大容量蓄电池。两种产品的结合,使本来体积就不小的太阳能电池变得更加“庞大”,如果想要应用到移动设备当中,就必须先经历“瘦身”的过程。

  因为能源转化率不高,太阳能电池的日照面积通常较大,这是其“瘦身”途中面临的第一大技术难点。当下太阳能转化率的极限是24%左右,跟昂贵的太阳能面板制作相比,除非大面积使用,否则实用性会大打折扣,更不用提用于移动设备当中了。

  因为能源转化率不高,所以太阳能电池的日照面积通常较大。

  太阳能电池该如何“瘦身”?

  将太阳能电池与可循环蓄电的锂电池结合使用是当前科研人员研发的方向之一,也是太阳能电池移动化的一种有效途径。最常见的太阳能电池便携产品莫过于移动电源。通过将光能转换成电能并储藏在内置的锂电池里,太阳能移动电源可以给手机、数码相机、平板电脑等产品充电,既节能又环保。

  真正能实现产业化的太阳能电池主要分两大类:第一类是晶硅电池,包括多晶硅和单晶硅电池,这类占市场份额80%以上;第二类是薄膜电池,又细分为非晶硅电池,其工艺简单,成本低,但效率低,有衰退迹象。

  薄膜太阳能电池的厚度只有数毫米,而且可以弯曲卷折,还能够采用多种不同的材质作为基板材料,它能够与锂电池直接对接充电,这意味着,将太阳能电池发展成为新型环保充电器,还是非常有可能的。并且这类充电器可以以不同的形状呈现,携带会更加方便,比如挂在书包上或者衣服上,便能够给手机充电,续航问题也就迎刃而解了。

  现在很多研发者认为石墨烯材质的锂电池是解决移动电子设备电池续航能力的重要突破口,如果能够有效提升太阳能电池单位面积的转化率,那么随时随地移动充电的酷炫形式,将会成为未来能源应用问题的完美方式。

  总结:太阳能是大自然最慷慨的馈赠,只是太阳能的利用目前还不是很普及,利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题。只有有效提升单位面积内太阳能的转化率,才能够有效利用能源,实现太阳能——电能的完美过渡,到那时,太阳能电池的移动化也将不再是问题了。

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