薄膜发电到底是怎么支持太阳能无人机的呢？

本来实在不沾边。不过，它的老板扎克伯格是一个有理想的人，他追求科技进步和人类机会平等，为了让地球上每个角落的人都能够获取到互联网服务，于是开发了一架名为Aquila的太阳能无人机，通过无人机发射无线网络，让人们享受互联网带来的乐趣。不久前，Aquila首次试飞成功，让网络倾覆全球成为可能。

Facebook的太阳能无人机Aquila首次试飞成功

Aquila无疑是商业合作的一个结果，尽管Facebook并没有宣布是与哪家太阳能公司进行技术合作，不过，人们推测为它供应太阳能发电技术的正是我国汉能的海外子公司AltaDevices。

理由是，惟有薄膜发电的电池才具有重量轻、弱光发电性能好的特点，满足Aquila要尽可能减轻机身重量、能在夜间飞行等诸多需求。而在前不久，汉能在2015年报中也曾透露，已交付全球知名公司高空长航时无人机的电池产品订单。

太阳能无人机的使用具有无限的想象力，不仅是民用，在军事上也具有广泛的使用前景。

那么，这种薄膜电池技术到底是如何的呢?

什么是薄膜电池技术?

人类对太阳能发电的研究最早要追溯至19世纪40年代，德国科学家迈尔第一个发现植物能够将太阳能转化为化学能。随后，科学家们从中陆续发现了叶绿素、光伏效应等，并在1954年研发出了第一块单晶硅太阳能电池，它能够利用光电材料吸收光能，将光转化为电能。

经过170多年的漫长发展，如今，太阳能发电技术被分为两条路线，一条是晶硅发电，一条是薄膜发电。晶硅起步较早，不过从上个世纪90年代起，薄膜发电开始进入光伏行业，市场占有率正在逐年稳步上升。

与晶硅不同，薄膜电池是一项采用薄层材料，运用电子半导体和光学原理的技术，它的用硅量极少，更容易降低成本，是一种高效能源产品。它的种类丰富，包括砷化镓、铜铟镓硒、碲化镉等，可以通过溅射法、共蒸发法等技术获得。因其质量轻、弱光性好、柔性可弯曲等优势，薄膜发电被科学家们视为将来光伏发电的发展方向。

薄膜电池被视为将来光伏发电的发展方向

从市场现状来看，目前较大的薄膜电池加工商紧要有美国FirstSolar，日本SolarFrontier、SharpSolar、我国汉能等公司。

FirstSolar今朝是美国薄膜电池行业的头把交椅，它曾在2013年斥巨资收购了美国通用电气公司(GE)旗下的碲化镉(CdTe)薄膜太阳能部门，并致力于研发碲化镉(CdTe)薄膜技术。目前，FirstSolar的碲化镉(CdTe)薄膜组件的转化率已达到22.1%，足以与一般的晶硅产品相媲美。

无独有偶，我国汉能也通过陆续收购四家拥有全球优秀技术的薄膜公司德国的Solibro和美国的MiaSolé、AltaDevices(AD)以及GlobalSolarEnergy(GSE)，迅速掌握了薄膜发电行业的顶端技术。

与FirstSolar不同，汉能的紧要研究方向是铜铟镓硒(CIGS)和砷化镓(GaAs)，它的柔性薄膜电池目前拥有4项世界纪录，其中，AltaDevices公司的砷化镓(GaAs)双结电池转化率高达31.6%。

我国的汉能公司

据知道，目前世界上有超过40个国家正在研究下一代低成本、高效率的薄膜太阳能电池，太阳能薄膜发电技术正成为新能源替代传统能源的关键性技术。

豪门VS新贵：谁是面向将来的技术?

在大的格局上，目前，晶硅依然在全球光伏产业中占据主导地位，不过，在日益竞争猛烈的电力批发市场上，太阳能发电成本非得要保持继续下降趋势，但是就目前来看，晶硅技术的冲破之路已经越来越难走。

麻省理工学院(MIT)在2015年公布的《太阳能将来》研究报告中指出，在美国，光伏系统的非模块或平衡系统(BOS)成本占到太阳能地面电站价格的65%，在一般住宅使用的屋顶太阳能方面，BOS更是占到85%的成本。与晶硅相比，薄膜技术是在玻璃、塑料或金属等基底上沉积上一层或多层很薄的光伏材料，这种工艺可以减少系统的材料使用，降低制造支出。

随着技术的进一步冲破，薄膜技术有望成为太阳能实现成本大幅下降的最可能途径。

此外，报告还提议美国政府应当转向薄膜太阳能这种面向将来的技术，降低晶硅电池投入，因为这种短时间研究已没有太大价值。

今年七月，因旗下碲化镉(CdTe)薄膜太阳能板的技术表现继续优异，美国薄膜太阳能龙头公司FirstSolar宣布，全面停产旗下的TetraSun单晶硅产品线，将位于马来西亚的厂改为加工Series5薄膜组件的基地。

美国FirstSolar公司

在欧洲，来自德国、瑞士、法国、意大利、比利时、卢森堡等欧洲8国11个科研团队在2015年组成了一个研究联盟，宣布启动一项名为SHARC25的计划，研究和开发超过晶硅转换效率的CIGS薄膜太阳能电池技术，将转化率提高至25%，用于将来公共事业的大规模发电。德国《太阳能电池》杂志认为，薄膜太阳能电池的广泛使用，将有助于太阳能发电成本的快速下降，它有望在将来15年里成为最便宜的能源。

在我国，工业和信息化部在2015年十二月公布了《产业关键共性技术发展指南(2015年)》，薄膜电池加工技术被纳入优先发展的关键共性技术，支持CIGS铜铟镓硒薄膜电池加工工艺技术研发，特别是大规模柔性铜铟镓硒卷对卷继续加工工艺，提升转换效率，降低加工成本。

今年八月，国务院在正式印发的《十三五国家科技创新规划》中，也提出了要在能源范畴形成能源多元供给、高效清洁利用和前沿技术冲破的整体布局需求，太阳能光伏在发展可再生能源的需求中名列首位。

脑洞大开的薄膜电池使用

说出来你可能不信，薄膜电池的使用范畴非常广阔，甚至会有些脑洞大开的创意。

由于薄膜电池质量轻，柔性可弯曲，因此它可以非常好地融入建筑设计中去，包括用它来制造屋顶。聪明的建筑师们从上个世纪80年代起就开始研究要怎么样将太阳能板与屋顶完美地结合起来，人们甚至发现了利用屋顶发电来赚钱的方法，不过更多意义层面则是为了环境的可继续发展。

依赖薄膜电池技术打造的全太阳能动力汽车

此外，便携式的充电装备也是不错的选择，它可以使用在帐篷、露营灯、背包、外套、遮阳伞等产品上。2015年，荷兰霍尔斯特中心(HolstCenter)曾经与一名荷兰时装设计师联合推出了一款太阳能衬衫，将120款薄膜电池缝在衣服上，人们穿着它走在阳光下，可为随身携带的手机、相机、MP3等电子设备供应电力。

澳大利亚太阳能汽车挑战赛一向被视为宣传环保理念和促使太阳能汽车技术发展的全球性大赛，如今，太阳能汽车正在逐渐走向商业化：澳大利亚汽车制造商EVXVentures公司正在研究可无限续航的太阳能概念跑车Immortus，美国福特汽车公司也曾公布过一款名为C-MaxSolarEnergi的太阳能概念车，我国汉能在今年七月也向公众展出了4款可商业化的全太阳能动力汽车，预计在将来实现量产。

当然，薄膜电池还可以使用在无人机、远程电力供应、航天器等高端军事范畴，并且延伸至其他范畴，Facebook利用太阳能无人机来发展互联网服务就是最好的证明。

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