上帝說(shuō),要有光,于是世界便有了光。陽(yáng)光是萬(wàn)物生長(zhǎng)生活所必需的因素之一,仿佛是取之不盡用之不竭的,因而太陽(yáng)能也成為風(fēng)能、水能之后最被大眾看好的"未來(lái)式"能源。之所以加上"未來(lái)式"前綴,是因?yàn)槟壳疤?yáng)能還處于初級(jí)發(fā)展階段。并且雖然太陽(yáng)能資源優(yōu)勢(shì)較多,但因?yàn)槟茉崔D(zhuǎn)化能力較弱、對(duì)資源的利用程度不夠,致使國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)一直呈過(guò)?,F(xiàn)象。
太陽(yáng)能的發(fā)展大概要追溯到19世紀(jì)中期,那時(shí)候運(yùn)用蒸汽動(dòng)力產(chǎn)生電能的相關(guān)發(fā)明讓人們意識(shí)到,熱能和電能之間是可以相互轉(zhuǎn)化的,而太陽(yáng)能,則是產(chǎn)生熱能的最直接來(lái)源。發(fā)展到現(xiàn)在,民用市場(chǎng)中應(yīng)用較多的大概還是太陽(yáng)能電池板,它能夠通過(guò)吸收太陽(yáng)光,將太陽(yáng)輻射能通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接或間接轉(zhuǎn)換成電能。
太陽(yáng)能電池與鋰電池的區(qū)別
太陽(yáng)能電池板由多塊太陽(yáng)能電池拼接而成,只要接觸到太陽(yáng)光,瞬間便能夠輸出電壓以及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。如果不考慮技術(shù)因素,單就太陽(yáng)能-電能的轉(zhuǎn)化而言,太陽(yáng)能電池?zé)o疑是能夠秒殺當(dāng)下所有類型電池的完美選擇。不過(guò)太陽(yáng)能電池多用于交通領(lǐng)域、通信領(lǐng)域以及軍事領(lǐng)域等大型固定場(chǎng)所,對(duì)于目前正在快速發(fā)展的消費(fèi)電子品行業(yè)似乎影響不大。如果有一天太陽(yáng)能電池能夠"瘦身成功"并且應(yīng)用到移動(dòng)電子設(shè)備當(dāng)中,帶來(lái)的必將是整個(gè)科技產(chǎn)業(yè)整體方向的轉(zhuǎn)變。
現(xiàn)在的大部分智能電子產(chǎn)品都是用的可循環(huán)充電的鋰電池。尤其是移動(dòng)電子設(shè)備,因?yàn)檩p巧便攜和應(yīng)用功能多等特點(diǎn),用戶在使用過(guò)程中不受環(huán)境場(chǎng)合限制,而且操作時(shí)間長(zhǎng),所以鋰電池雖有續(xù)航弱點(diǎn),還是成為最普遍的選擇。
雖然太陽(yáng)能電池與鋰電池聽(tīng)起來(lái)是同一類產(chǎn)品,但其實(shí)不盡然,二者之間還是存在最本質(zhì)的區(qū)別的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),太陽(yáng)能電池是一種發(fā)電設(shè)備,其本身并不能夠直接儲(chǔ)蓄電能,而鋰電池則是蓄電池的一種,而且能夠持續(xù)蓄電以供用戶使用。
跟鋰電池一對(duì)比,太陽(yáng)能電池的一個(gè)劣勢(shì)便顯露無(wú)余,那就是不能夠脫離陽(yáng)光的照射,將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能是與日照實(shí)時(shí)同步的,因此對(duì)太陽(yáng)能來(lái)說(shuō),只有白天甚至只有晴天才是自己的主場(chǎng),但無(wú)法像鋰電池一樣只要蓄滿電,就能夠完全擺脫時(shí)間和環(huán)境的限制,靈活使用。
太陽(yáng)能電池"瘦身"難點(diǎn)
因?yàn)樘?yáng)能電池本身并不能存儲(chǔ)電能,對(duì)于實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常大的bug,所以研發(fā)人員靈機(jī)一動(dòng),將太陽(yáng)能電池與超大容量的蓄電池聯(lián)合使用,鉛蓄電池是太陽(yáng)能供電系統(tǒng)中應(yīng)用較多的一類大容量蓄電池。兩種產(chǎn)品的結(jié)合,使本來(lái)體積就不小的太陽(yáng)能電池變得更加"龐大",如果想要應(yīng)用到移動(dòng)設(shè)備當(dāng)中,就必須先經(jīng)歷"瘦身"的過(guò)程。
因?yàn)槟茉崔D(zhuǎn)化率不高,太陽(yáng)能電池的日照面積通常較大,這是其"瘦身"途中面臨的第一大技術(shù)難點(diǎn)。當(dāng)下太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化率的極限是24%左右,跟昂貴的太陽(yáng)能面板制作相比,除非大面積使用,否則實(shí)用性會(huì)大打折扣,更不用提用于移動(dòng)設(shè)備當(dāng)中了。
因?yàn)槟茉崔D(zhuǎn)化率不高,所以太陽(yáng)能電池的日照面積通常較大。
太陽(yáng)能電池該如何"瘦身"?
將太陽(yáng)能電池與可循環(huán)蓄電的鋰電池結(jié)合使用是當(dāng)前科研人員研發(fā)的方向之一,也是太陽(yáng)能電池移動(dòng)化的一種有效途徑。最常見(jiàn)的太陽(yáng)能電池便攜產(chǎn)品莫過(guò)于移動(dòng)電源。通過(guò)將光能轉(zhuǎn)換成電能并儲(chǔ)藏在內(nèi)置的鋰電池里,太陽(yáng)能移動(dòng)電源可以給手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、平板電腦等產(chǎn)品充電,既節(jié)能又環(huán)保。
真正能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的太陽(yáng)能電池主要分兩大類:第一類是晶硅電池,包括多晶硅和單晶硅電池,這類占市場(chǎng)份額80%以上;第二類是薄膜電池,又細(xì)分為非晶硅電池,其工藝簡(jiǎn)單,成本低,但效率低,有衰退跡象。
薄膜太陽(yáng)能電池的厚度只有數(shù)毫米,而且可以彎曲卷折,還能夠采用多種不同的材質(zhì)作為基板材料,它能夠與鋰電池直接對(duì)接充電,這意味著,將太陽(yáng)能電池發(fā)展成為新型環(huán)保充電器,還是非常有可能的。并且這類充電器可以以不同的形狀呈現(xiàn),攜帶會(huì)更加方便,比如掛在書包上或者衣服上,便能夠給手機(jī)充電,續(xù)航問(wèn)題也就迎刃而解了。
現(xiàn)在很多研發(fā)者認(rèn)為石墨烯材質(zhì)的鋰電池是解決移動(dòng)電子設(shè)備電池續(xù)航能力的重要突破口,如果能夠有效提升太陽(yáng)能電池單位面積的轉(zhuǎn)化率,那么隨時(shí)隨地移動(dòng)充電的酷炫形式,將會(huì)成為未來(lái)能源應(yīng)用問(wèn)題的完美方式。
總結(jié):太陽(yáng)能是大自然最慷慨的饋贈(zèng),只是太陽(yáng)能的利用目前還不是很普及,利用太陽(yáng)能發(fā)電還存在成本高、轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題。只有有效提升單位面積內(nèi)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化率,才能夠有效利用能源,實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能--電能的完美過(guò)渡,到那時(shí),太陽(yáng)能電池的移動(dòng)化也將不再是問(wèn)題了。