弗勞恩霍夫太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所研發(fā)隱形太陽(yáng)能電池車頂

據(jù)外媒報(bào)道，全球?qū)﹄妱?dòng)汽車的需求都在不斷增長(zhǎng)，為增長(zhǎng)電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，德國(guó)弗勞恩霍夫太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所（Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems， ISE）的研究人員研發(fā)出了一款配備了高效率太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能汽車車頂。

（圖片來(lái)源弗勞恩霍夫太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所官網(wǎng)）

該車頂可以被涂成任何顏色，太陽(yáng)能電池被集成至該預(yù)制的太陽(yáng)能車頂中，人眼無(wú)法看到。此類光伏電池的標(biāo)稱功率約為210 W／m，可在陽(yáng)光明媚的條件下，持續(xù)提供電力，讓電動(dòng)汽車的續(xù)航里程達(dá)到10公里。經(jīng)過(guò)一年多的計(jì)算，研究人員表示該車頂可將電動(dòng)汽車的續(xù)航里程提升10％左右。在2019年法蘭克福車展IAA上，ISE展示了兩個(gè)顏色不同的太陽(yáng)能汽車車頂。

為了將此類光伏電池集成至太陽(yáng)能車頂，弗萊堡的研究人員將電池瓦片互連在一起，單晶硅電池互相重疊，并利用導(dǎo)電粘合劑連接在一起。由于電池間沒(méi)有間隙，所有電池瓦片表面都具電活性。此外，該模塊不僅外觀均勻、美觀，還可最大限度地發(fā)電。此外，由于電阻損耗更低，電池頂部的連接器不再遮光，特別是具備很好的透光性，因而該模塊與傳統(tǒng)的太陽(yáng)能模塊相比，效率提高了高達(dá)2％。該太陽(yáng)能電池矩陣（由電池瓦片組成）在一個(gè)聚合物薄膜層壓機(jī)上與球形、彎曲的全景汽車車頂?shù)牟Ａ姘灞粔褐圃谝黄?。通過(guò)使用特制的模具，也可以在傳統(tǒng)的層壓機(jī)上進(jìn)行壓制。

該太陽(yáng)能車頂?shù)牧硪粋€(gè)特點(diǎn)是太陽(yáng)能電池完全被一種彩色的涂層所隱藏，因而人眼不可見(jiàn)。而Morpho－Color玻璃涂層使車頂?shù)南鄬?duì)效率損失只有7％，達(dá)到該效果靈感來(lái)自于閃蝶，利用特殊的閃蝶式表面結(jié)構(gòu)，使高色彩飽和度和良好的角度穩(wěn)定性都成為可能。太陽(yáng)能車頂?shù)墓δ芘c一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的金屬車頂相當(dāng)。太陽(yáng)能電池將入射的太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)化為電能，從而有助于減少汽車過(guò)熱。由于電池瓦片互連，因而該模塊的電壓高于傳統(tǒng)模塊，便于將電壓轉(zhuǎn)換為電池電壓?；ハ嗾辰拥碾姵赝咂€可以很好地補(bǔ)償移動(dòng)車輛所承受的熱、機(jī)械載荷。

在乘用車車頂集成的太陽(yáng)能電池的輸出功率約為210 W／m，可在陽(yáng)光明媚的夏日持續(xù)供應(yīng)電力，讓電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程達(dá)到10公里，相當(dāng)于每年平均增加了約一倍的里程，或相當(dāng)于減少了10％的燃料消耗。這一計(jì)算結(jié)果根據(jù)弗萊堡的無(wú)遮蔽太陽(yáng)能輻射計(jì)算得來(lái)，可供每100公里消耗17 kWh的一輛電動(dòng)汽車一年行駛1．5萬(wàn)公里。此外，由于車輛負(fù)載（如空調(diào)、供暖）會(huì)對(duì)電動(dòng)汽車的續(xù)航里程造成限制，因此太陽(yáng)能可以補(bǔ)償此類負(fù)載消耗的汽車能量。ISE表示將進(jìn)一步進(jìn)行研究，以讓此類光伏電池集成在車輛的其他表面，進(jìn)一步增長(zhǎng)電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。