如果你家的窗户就能给手机充电 —— 连根线都不用,你信吗?
如果你在深山露营,帐篷也能让笔记本运行,你觉得怎么样?
听起来像科幻?现在不是了。一种全新的太阳能电池正在打破纪录 —— 它更薄、更轻、更聪明,刷新你对光伏的认知。
别再想着那些厚重的大黑板了。未来的太阳能,将是柔性的、隐形的,而且马上就要落地。在它出现在你车顶、背包,甚至卧室窗前之前,咱们先来看看它到底牛在哪儿。

今天的内容,一网打尽!
阳光不简单:它的隐藏技能你知道吗?

1. 阳光由多种波长组成,包括紫外线、可见光和红外线。
2. 人类能看到的光,在380到780纳米之间,我们称之为可见光。
3. 低于380纳米的是紫外线,高于780纳米的就是红外线了。
4. 蜜蜂和蝴蝶能看到紫外线,能帮它们精准找到含蜜的花;而蛇和蚊子能感应红外线,用来探测温度和热源。
5. 不同生物,都有各自“解锁”光谱的独门技能。

硅统治了几十年,是时候让位了吗?
6. 传统的硅基太阳能电池,主要靠吸收红外光来发电。

7. 因为主打红外线,这类电池的最高效率大概在26%左右。
8. 但生产硅电池得烧到1400摄氏度以上,出来的面板又厚又脆,还不透光。
9. 不过,它们确实结实,能稳定服役25年以上。

钙钛矿登场:新一代“光能黑马”来了!

10. 现在轮到钙钛矿太阳能电池上场了 —— 它是一个值得期待的替代方案。
11. “钙钛矿”这个名字,来自19世纪一位叫佩罗夫斯基的俄罗斯矿物学家发现的一种矿物。
12. 2009年,日本宫坂力教授的团队,第一次把钙钛矿材料用于太阳能电池。
13. 相比传统硅电池,钙钛矿有不少优势。

14. 它不仅能吸收紫外和红外光,尤其擅长捕捉可见光。
15. 换句话说,硅电池看不见的光,钙钛矿能看见。
16. 它的制造温度只需低于100摄氏度,还能做成柔性的薄膜。

17. 不像硅电池那么厚,钙钛矿层可以薄到0.3微米,甚至还能做到透明。
18. 一旦商业化,有望用喷墨打印批量生产,大幅降低成本。
瓶颈破了,太阳能终于翻身了!
19. 当然,它也不是一出生就风光无限。
20. 2009年时,钙钛矿电池的效率只有3.8%,比硅电池差了一大截。
21. 而且怕水、怕热,有的配方还含有毒的铅。

21. 所以早期它只停留在实验室,但这几年,它进步飞快。
22. 效率从3.8%飙升到接近25%,已经追上硅电池了。
24. 通过封装技术和材料改进,稳定性和安全性问题也在不断解决中。
双材合体,叠层开挂,效率爆表!
26. 2024年,《麻省理工科技评论》把“超高效太阳能电池”评为年度技术突破之一。

27. 这里说的就是硅+钙钛矿的叠层电池 —— 一种混合设计。
28.“叠层”意思是把两种电池材料堆叠起来,让它们协同发电。
29. 这种组合可以捕捉更宽波段的阳光。
30. 硅负责红外光,钙钛矿主攻可见光,效率自然水涨船高。

31. 单打独斗时,它们各自效率在25%左右;联手之后,能同时吸收红外和可见光。
32. 2024年6月,中国企业隆基创造了新纪录,叠层电池效率达到34.6%。

33. 理论上,这项技术的上限有望逼近44%。
34. 也就是说,同样面积、同样阳光,发的电却多得多。
35. 钙钛矿轻薄、柔性、透明,这也让它的应用边界大大拓展。
36. 比如,窗户或者车顶既能采光,又能发电。
37. 帐篷、背包装上它,在野外也能自带电源。

38. 甚至电动车的车身表面也可以涂上钙钛矿,续航多出10%到20%。
39. 用在无人机上,不但能延长飞行时间,还能做成便携式发电组件。
40. 在温室里,它既能调节进光,还能发电,两不误。
41. 目前,像英国的Oxford PV、美国的First Solar,正在加速商业落地,松下、SunPower等大厂也在积极布局。

太阳能越来越聪明,我们也得眼明手快
当硅和钙钛矿决定强强联合,技术短板就不再是问题,未来也突然变得清晰了。曾经“不稳定”、“只能在实验室里玩”的东西,如今正在刷新全球纪录,奔向你的屋顶、车窗,甚至背包里。
真正的重点是:对科技和前沿技术,永远保持一点好奇。因为下一个改变世界的技术,往往都是悄悄登场,然后,一下子,改变一切。



