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随着化石能源日渐枯竭和环境污染问题日益严峻,人们迫切需要寻找清洁、可再生新能源来维系生产、生活。在这一背景下,太阳能发电日益引起全球关注。在这一领域,我国高科技能源企业汉能,利用几微米厚的薄膜太阳能芯片,瞬间可实现光电转换,让中国领先世界5到10年。

这家中国企业掌握多项光电转换率世界纪录。2018年11月,据世界三大再生能源研究机构之一的德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer ISE)认证,汉能砷化镓(GaAs)薄膜单结电池转换效率达到29.1%,这也是继6月创造28.9%后一年中第二次被刷新。目前,汉能在砷化镓电池领域,保持双结电池(31.6%)、单结电池(29.1%)、量产组件(25.1%)转换率等多项全球领先水平,在高效太阳能薄膜电池领域拥有绝对领先地位。

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《受到关注的研究主题排行榜》(图片来自日经中文网)

中国薄膜太阳能技术的高速发展也受到了日媒的关注。《日本经济新闻》与荷兰学术出版巨头爱思唯尔(Elsevier)合作,对全球各国在尖端科技领域的学术能力、研发水平进行了排名。结果显示,在30个全球关注的技术中,中国占据23个全球第一,美国拿下7席。而在钙钛矿、基因编辑、薄膜太阳能、免疫疗法等代表全球科研尖端的10大领域中,中国占据7项冠军。《日本经济新闻》连发三篇文章肯定中国在相关科技领域的研发实力。

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汉能砷化镓薄膜太阳能芯片

我国公司汉能推出的第四代砷化镓太阳能技术,在功率重量比重方面比前代提高了160%。目前,汉能自主掌握的新型砷化镓太阳能电池技术,可以制备出只有1μm厚的砷化镓电池层(一根人类头发的厚度约为40μm)。这一技术具有光电转换效率高、抗紫外线、抗辐射性能好、柔性好、质量轻等优势,且在高温和弱光条件下的发电能力突出,可为多个高附加值领域产品提供动力,如小卫星、无人机(UAV)和新能源汽车等。

从无人机到太空,可“九天揽月”

不久前,据美国专业媒体AviationWeek & Space Technology报道,采用汉能阿尔塔全球领先的柔性砷化镓薄膜电池,波音公司旗下公司设计了一架翼展74米的平流层太阳能无人机“奥德修斯”(Odysseus)。飞机在机翼上表面、尾翼边缘和垂直尾翼都覆盖汉能柔性砷化镓太阳能电池,电池阵列与复合表面板进行了整体固化以减轻重量,提高耐久性。

汉能的砷化镓薄膜太阳能电池除助力奥德修斯在平流层实现“永飞”外,还为探索更浩瀚的宇宙空间提供不竭的动力来源。据《环球时报》报道,美国国家航空航天局(NASA)正在国际空间站测试一项太阳能电池技术,评估未来是否可用于NASA低地球轨道飞行任务,包括为立方体卫星(CubeSats)提供动力。报道显示,被NASA用于国际空间站的太阳能电池,正是来自我国企业汉能。

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汉能砷化镓薄膜太阳能电池电池被NASA选用

从瓦片到背包,可“让万物发电”

在持续稳定的投资研发下,不仅是砷化镓薄膜电池领域,汉能子公司Solibro制造的玻璃基大面积铜铟镓硒(CIGS)薄膜组件转换率达到18.72%;子公司MiaSolé依靠溅射法制造的柔性铜铟镓硒薄膜组件,转换率达到19.4%,均为目前全球领先水平。薄膜太阳能就是人造叶绿素,因为薄膜太阳能芯片的植入,万物都有创造能量的可能,能源将无处不在,无时不在。从建筑、交通、基础设施到可穿戴装备等,它让万物发电成为现实。

应用在建筑领域的“汉瓦”将轻薄、高效、柔性的铜铟镓硒薄膜太阳能芯片通过内外双层的夹胶封装工艺,精密封装在高透光度玻璃内层中,既能最大限度地保持薄膜太阳能高转换率特性,又能满足建筑的整体性和审美需求;“汉墙”则是大幅提升了清洁能源的利用水平,它将玻璃基铜铟镓硒薄膜太阳能芯片与建筑幕墙系统技术相结合,可为各类建筑创造性地提供一体化解决方案。同时,防水、抗台风、能够适应零下40℃到零上85℃大温差耐热抗冻考验,这些在极端条件下通过测试验证的安全性能,使汉瓦、汉墙完全靠得住。

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汉能太阳能发电汉瓦应用实景案例

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汉能太阳能发电汉瓦应用实景案例

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广东省河源市华侨城大厦汉墙项目

基于这一技术,还可以有效解决户外用电焦虑,让能源无处不在,无时不在 。凭借薄膜太阳能技术打造的“汉伞”是,兼具发电和储电的功能,伞面下均匀分布着LED灯,集成4个USB接口,即可照明又可为各种小型用电设备供电。“汉路”就更加神奇,白天吸收阳光转化为电能存储起来,供其它用电设备使用,到了晚上供路面下的LED灯发光。

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汉能薄膜太阳能“汉伞”

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北京龙湖G-PARK科技公园里的“汉路”

在薄膜太阳能技术的“赋能”下,普通的穿戴用品也摇身一变成了“发电体”。“汉包”让普通背包和薄膜太阳能发电板合体,发电板内集成搞笑薄膜太阳能芯片,随时随地,实现行走中能量的点滴收集,进而通过背包上的USB接口给随身的电子设备充电;“汉纸”则是一个轻量设计的太阳能发电纸,可发电可储电,还能够自由折叠。

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汉能“汉包”

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汉能“汉纸”

在加油站和充电桩之外,这一技术还为交通工具的动力来源提供了另一种可能,汉能与多家车企合作研发应用于多款车型的薄膜太阳能车顶,还在共享单车的车筐里安装薄膜太阳能芯片;在物流车顶上安装薄膜太阳能发电板,保障动力来源,提高作业效率。

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使用汉能薄膜太阳能电池供电的快递车

可以说,汉能的努力带动了整个中国薄膜太阳能产业的发展,并使其得到了国家的重视和推动。2015年以来,薄膜太阳能技术及相关应用已列入了国家重点鼓励和支持的技术和产业目录。目前,汉能率先提出的“移动能源”概念已出现在国家政策中,并成为国家能源改革的重要目标。在中国的七大战略性新兴产业中,涉及新能源、新能源汽车、新材料、高端装备制造、节能环保、信息技术等六大项,相信将成为推动中国经济发展新的增长极。

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责任编辑:于健