非腦洞 瘦身後的太陽能電池能否移動化?

1太陽能電池能否移動化？

    [中關村在線投影機頻道原創]上帝說，要有光，於是世界便有了光。陽光是萬物生長生活所必需的因素之一，仿佛是取之不盡用之不竭的，因而太陽能也成為風能、水能之後最被大眾看好的「未來式」能源。之所以加上「未來式」前綴，是因為目前太陽能還處於初級發展階段。並且雖然太陽能資源優勢較多，但因為能源轉化能力較弱、對資源的利用程度不夠，致使國內太陽能產業一直呈過剩現象。

    太陽能的發展大概要追溯到19世紀中期，那時候運用蒸汽動力產生電能的相關發明讓人們意識到，熱能和電能之間是可以相互轉化的，而太陽能，則是產生熱能的最直接來源。發展到現在，民用市場中應用較多的大概還是太陽能電池板，它能夠通過吸收太陽光，將太陽輻射能通過光電效應或者光化學效應直接或間接轉換成電能。

蒸汽動力開啟了科技的大門

民用太陽能電池板

    太陽能電池板由多塊太陽能電池拼接而成，只要接觸到太陽光，瞬間便能夠輸出電壓以及在有迴路的情況下產生電流。如果不考慮技術因素，單就太陽能—電能的轉化而言，太陽能電池無疑是能夠秒殺當下所有類型電池的完美選擇。不過太陽能電池多用於交通領域、通信領域以及軍事領域等大型固定場所，對於目前正在快速發展的消費電子品行業似乎影響不大。如果有一天太陽能電池能夠「瘦身成功「並且應用到移動電子設備當中，帶來的必將是整個科技產業整體方向的轉變。

2太陽能電池與鋰電池的區別

    現在的大部分智能電子產品都是用的可循環充電的鋰電池。尤其是移動電子設備，因為輕巧便攜和應用功能多等特點，用戶在使用過程中不受環境場合限制，而且操作時間長，所以鋰電池雖有續航弱點，還是成為最普遍的選擇。

手機中的鋰電池示例

    雖然太陽能電池與鋰電池聽起來是同一類產品，但其實不盡然，二者之間還是存在最本質的區別的。簡單來說，太陽能電池是一種發電設備，其本身並不能夠直接儲蓄電能，而鋰電池則是蓄電池的一種，而且能夠持續蓄電以供用戶使用。

手機中的鋰電池可以循環充電

太陽能電池工作原理（離不開陽光）

    跟鋰電池一對比，太陽能電池的一個劣勢便顯露無餘，那就是不能夠脫離陽光的照射，將太陽能轉化為電能是與日照實時同步的，因此對太陽能來說，只有白天甚至只有晴天才是自己的主場，但無法像鋰電池一樣只要蓄滿電，就能夠完全擺脫時間和環境的限制，靈活使用。 

3太陽能電池「瘦身」難點

    因為太陽能電池本身並不能存儲電能，對於實際應用來說是一個非常大的bug，所以研發人員靈機一動，將太陽能電池與超大容量的蓄電池聯合使用，鉛蓄電池是太陽能供電系統中應用較多的一類大容量蓄電池。兩種產品的結合，使本來體積就不小的太陽能電池變得更加「龐大」，如果想要應用到行動裝置當中，就必須先經歷「瘦身」的過程。

鉛蓄電池

    因為能源轉化率不高，太陽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難點。當下太陽能轉化率的極限是24%左右，跟昂貴的太陽能面板製作相比，除非大面積使用，否則實用性會大打折扣，更不用提用於行動裝置當中了。

 因為能源轉化率不高，所以太陽能電池的日照面積通常較大

太陽能電池該如何「瘦身」？

    將太陽能電池與可循環蓄電的鋰電池結合使用是當前科研人員研發的方向之一，也是太陽能電池移動化的一種有效途徑。最常見的太陽能電池便攜產品莫過於移動電源。通過將光能轉換成電能並儲藏在內置的鋰電池裡，太陽能移動電源可以給手機、數位相機、平板電腦等產品充電，既節能又環保。

4太陽能電池移動化是否能夠實現？

太陽能電池移動化是否能夠實現？

    真正能實現產業化的太陽能電池主要分兩大類：第一類是晶矽電池，包括多晶矽和單晶矽電池，這類佔市場份額80%以上;第二類是薄膜電池，又細分為非晶矽電池，其工藝簡單，成本低，但效率低，有衰退跡象。

薄膜太陽能電池

    薄膜太陽能電池的厚度只有數毫米，而且可以彎曲卷折，還能夠採用多種不同的材質作為基板材料，它能夠與鋰電池直接對接充電，這意味著，將太陽能電池發展成為新型環保充電器，還是非常有可能的。並且這類充電器可以以不同的形狀呈現，攜帶會更加方便，比如掛在書包上或者衣服上，便能夠給手機充電，續航問題也就迎刃而解了。

薄膜太陽能電池相較於傳統太陽能電池來說更薄

太陽能充電板

    現在很多研發者認為石墨烯材質的鋰電池是解決移動電子設備電池續航能力的重要突破口，如果能夠有效提升太陽能電池單位面積的轉化率，那麼隨時隨地移動充電的酷炫形式，將會成為未來能源應用問題的完美方式。

    總結:太陽能是大自然最慷慨的饋贈，只是太陽能的利用目前還不是很普及，利用太陽能發電還存在成本高、轉換效率低的問題。只有有效提升單位面積內太陽能的轉化率，才能夠有效利用能源，實現太陽能——電能的完美過渡，到那時，太陽能電池的移動化也將不再是問題了。