導讀:據了解,漢能此次發布的Solar系列全太陽能動力汽車分別為:Hanergy SolarO、Hanergy SolarL、Hanergy SolarA及Hanergy SolarR四款車型,其動力來源主要依靠漢能的薄膜芯片技術,將太陽能直接轉化為汽車的驅動電力。

解碼漢能全太陽能汽車背后的薄膜“芯”動力

    “發跡于水電,聞達于薄膜”的漢能控股集團(以下簡稱“漢能”)最近又因Solar(太陽光)系列全太陽能汽車而備受市場關注。

    7月2日晚,主題為“顛覆創新,驅動未來——漢能移動能源戰略成果暨全太陽能動力汽車發布會”在漢能總部如期舉行。漢能正式對外發布了Solar系列全太陽能動力汽車。發布會上,漢能主席李河君親自駕駛漢能全太陽能動力汽車Solar R跑車繞場一周,亮相主舞臺。在主題演講中,李河君回顧一年以來的困難與收獲,還特別感謝有關政府部門在關鍵時刻給予漢能的支持;并表示,目前外界,包括銀行、金融機構等,對漢能的信息已經恢復。

    “漢能把高效薄膜電池和汽車結合在一起,以太陽能為動力,可以邊跑邊充電,每年太陽能發電可行駛2萬公里,完全能滿足家庭日常使用。”李河君在當晚的主題演講中表示,薄膜電池像紙一樣輕薄、柔軟,可集成在汽車、無人機、手機、背包、服裝等載體上,今天推出的漢能Solar系列全太陽能動力汽車,就是漢能移動能源戰略的新成果。

    “漢能全太陽能動力汽車的核心技術就是薄膜芯片,最重要的知識產權都是自主研發”,在發布會后的媒體溝通會上,李河君介紹稱,“這兩年漢能這么困難,研發都沒有停止過。國外企業在我們收購過來的時候,有的良品率只有50%多,轉化率只有12%,三年下來,我們的轉化率最高做到31.6%,良品率提升到95%”。

    薄膜“芯”動力

    據了解,漢能此次發布的Solar系列全太陽能動力汽車分別為:Hanergy SolarO、Hanergy SolarL、Hanergy SolarA及Hanergy SolarR四款車型,其動力來源主要依靠漢能的薄膜芯片技術,將太陽能直接轉化為汽車的驅動電力。

    漢能全太陽能汽車的原理,簡而言之就是在汽車車頂或車身合適部位,根據不同的車型定位需要,不受造型所限,集成一定面積的砷化鎵薄膜太陽能電池組件,通過光電伏特效應,再通過儲能、智能控制等精確管理系統,將陽光能量直接轉化為直流電能,驅動汽車行駛。

    漢能方面表示,未來會進一步提升砷化鎵薄膜電池的轉化率,預計到全太陽能動力汽車量產階段,薄膜太陽能電池組件的成本將大幅降低。

    目前,以電力驅動為代表的新能源電動車正成為行業的發展趨勢,但如今電動車幾乎都還需要依靠傳統的電力驅動,而其必須依賴固定的充電設施進行充電。“而漢能全太陽能動力汽車能直接將完全綠色環保的太陽能轉化為電力來源。”漢能一名高管表示,在工作和生活效率越來越高的時代,漢能革命性的解決了汽車用戶尋找充電設施的“痛點”,大大降低了時間成本,可以說是對傳統電動汽車依賴固定充電設施或更換電池充電方式的顛覆,讓“無限行駛”成為可能。

    漢能副總裁、太陽能汽車事業部CEO高衛民在發布會上介紹稱,太陽能發電量與薄膜發電組件面積相關,上述發布的四款車型上鋪設的砷化鎵薄膜太陽能電池組件面積分別在3.5~7.5平方米之間。以Hanergy SolarA車型計算,車身表面鋪設的發電組件面積最大為7.5平方米,陽光照射5到6個小時可發8~10度電,可以驅動汽車每日行駛80公里左右,每年行駛2萬公里以上,滿足日常交通需要。

    上述漢能高管表示,以北京為例,如果太陽能每天驅動汽車行駛80公里左右,每年行駛2萬公里以上,漢能全太陽能汽車完全可以滿足城市常規交通的代步需要。

    據悉,這四款全太陽能汽車已經是漢能自主開發的第二代產品,在去年10月份,漢能曾經推出了第一代全太陽能動力概念車——Hanergy SolarPower,該車第一次將漢能所獨有的柔性砷化鎵技術覆蓋到電動汽車表面。“做得不錯,祝你們成功!”雙創周上李克強總理在參觀調研漢能推出“第一代”太陽能汽車時表示。此后的公開報道顯示,該公司的太陽能汽車技術還受到了國務院副總理張高麗,科技部部長萬鋼等領導的關注。

    國家關注,重點是漢能的核心技術,特別是其路線符合國家能源戰略的發展方向。什么是核心技術,“舉了例子,全太陽能動力汽車的核心技術就是薄膜芯片,有了核心技術就有了競爭力。我理解核心技術就是告訴你,你也干不了,不用捂著”,李河君補充說。

    而將太陽能作為汽車動力來源,并非是漢能的突發奇想,其早在3年前就已經開始籌劃。

    在2014年的時候,漢能將其移動能源戰略落實到4個領域,分別是太陽能汽車、太陽能無人機、便攜式充電產品和可穿戴設備;在太陽能汽車領域,漢能最初與國際汽聯電動方程式世錦賽合作,只是將漢能薄膜發電組件置于賽道旁為賽事提供部分清潔電力;在當年11月份上海舉辦的國際汽聯世界耐力錦標賽上,漢能將其太陽能芯片植入到阿斯頓馬丁賽車上,為賽車上的空調等部分電子設備提供能源。

    到2015年,漢能開始將其整套太陽能發電設備植入到移動餐車上,為餐車的照明、冷藏和烹飪設備提供能源;與觀光車廠商合作開發全太陽能動力觀光車,可以滿足每天20公里的續航;將該發電設備植入到房車上,為房車的電視、冰箱和音響等電器設備提供能源。

    高衛民表示,在實際使用中,漢能全太陽能動力汽車的應用場景非常多,無論是行駛在路上還是停在停車場里,只要有陽光就可以發電,即使是弱光環境下也可以發電。此外,互聯網智能化技術的應用,車主可以通過手機APP定義和管理天氣以及太陽能充電模式,并與電腦、手機等實現互通互聯,非常人性化。

    轉化率破記錄

    漢能全太陽能動力汽車的高效率得益于砷化鎵薄膜發電技術的高轉化率。

    據高衛民介紹,此次漢能發布的Solar系列全太陽能汽車全部使用的是漢能高效砷化鎵薄膜太陽能發電技術。由于這些薄膜芯片具有柔軟、輕薄、可彎曲的特性,結合可變形車頂,在保證良好的空氣動力性能同時又能使太陽能芯片面積最大化,這就解決了傳統太陽能汽車一定要車身尺寸巨大才能夠采集到足夠動力的問題。

    經美國國家可再生能源實驗室認證,漢能的柔性砷化鎵薄膜太陽能發電技術最高轉化率已經達到31.6%,在同類技術中保持世界紀錄。

    在此次發布會上,漢能副總裁、首席技術官丁建博士代表漢能領取了“柔性砷化鎵(GaAs)雙結薄膜電池轉化率31.6%”的《世界紀錄證書》。據悉,這已經是漢能柔性砷化鎵技術第六次刷新世界紀錄。這項紀錄的提高,得益于美國阿爾塔設備公司(AltaDevices,以下簡稱“阿爾塔”)的技術突破。2014年8月,漢能宣布完成并購阿爾塔。彼時,李河君表示,收購阿爾塔將有效拓展漢能的薄膜發電技術路線,推進漢能在全球太陽能光伏行業的技術領先地位。

    公開資料顯示,柔性砷化鎵太陽能電池片產生的效能比全球量產的單晶硅技術提高8%,比多晶硅高出10%;相同面積下,其產生的效能可達普通柔性太陽能電池的2~3倍。漢能并購時,阿爾塔的單結電池片效率為28.8%,雙結電池片效率為30.8%,這也是當時薄膜太陽能電池技術轉換率的世界新紀錄。

    在此之前,漢能已經先后完成了三次國際并購,分別是2012年6月收購德國Q.Cells旗下薄膜光伏子公司Solibro;2013年1月完成對美國薄膜太陽能企業MiaSolé的并購;2013年7月并購美國Global SolarEnergy公司。

    其中,MiaSolé是一家銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產商,漢能將其收購后,對技術進行整合提升。今年1月26日,MiaSolé宣布,其銅銦鎵硒柔性薄膜太陽能電池組件FLEX-02獲得IEC 61646、IEC 61730和UL 1703認證,以及UL 790 最高防火等級(A級)認證。

    據悉,上述銅銦鎵硒柔性薄膜太陽能電池組件FLEX-02是當前市場上具有高轉換效率的柔性、輕質薄膜太陽能電池組件。這種高功率密度的電池組件應用領域廣泛,從屋頂鋪設,到汽車、貨車等交通運輸應用,再到離網分布式光伏和各種消費品。一條該組件產線已在漢能位于廣東河源的工廠生產,該廠已通過UL、IEC和ISO9001認證。

    此前,曾有市場傳言,漢能在收購上述國外公司技術后,國產化進程一度停滯。對此,丁建回應稱,“停滯沒有出現,研發、國產化進度一直沒有間斷過”。

    “去年我們這么困難,研發都沒有停止過。國外企業在我們收購過來的時候,有的良品率只有50%多,轉化率只有12%,三年下來,我們的轉化率最高做到31.6%,良品率提升到95%”。李河君表示,漢能在研發方面絕對是舍得投入,幾乎把所有水電站掙的錢全都扔在薄膜技術研發里邊了。據了解,漢能在技術上一直持續投入巨資,年報顯示僅2015年就投入了8.25億港元的研發資金。李河君表示,“如果沒有漢能,全球的薄膜就沒有這樣的成就,如果沒有漢能,我們國家薄膜行業就不可能領先歐美5~10年。”

    從技術革新來看,漢能砷化鎵薄膜太陽能電池轉化率已達到了全球最高的31.6%,但是理論上薄膜發電的轉化率可以提升到50%以上,從技術角度講依然有很大的提高空間。

    “事實上我們的裝備能力一直在提升,核心設備的制造和設計都在國內做。”丁建表示,“CIGS(銅銦鎵硒)的設備,國產化一直沒有停止過。砷化鎵的設備,核心部件是中國和美國共同設計,而整體設備的最終的設計,加工及制造,都是在國內進行的。至于芯片效率的提升,無論是研發還是生產效率,這一兩年來一直沒有停滯”。

    助力移動能源戰略

    現如今,得益于砷化鎵薄膜電池的高轉化效率,目前其不僅被應用于太陽能汽車,還開始在無人飛機上施展拳腳。

    2015年,漢能與美國某著名公司簽約,提供高空長航時無人機的電池產品訂單。該電池就是采用漢能轉化率達31.6%的砷化鎵柔性薄膜發電技術。由于該技術可以無縫融入任何最終電子產品,因而這一技術備受無人系統,尤其是無人機和汽車領域的關注。“我們的目標一直是讓太陽能成為前所未有的配置和應用,而無人機的應用將成為證實這些如何發生的一個重要的例子。”阿爾塔首席營銷官Rich Kapusta表示。

    不僅如此,漢能已經先后推出了便攜、移動、專業三大系列共12款薄膜發電充電新品,可作為移動充電器,“現發現用”,供戶外工作、緊急救援等情況下的電子產品、移動設備等各種用電需求。2016年,漢能又全新推出了一款升級版的太陽能發電紙M12,據測試3小時可以充滿iPhone 6Plus.

    而隨著轉化率的提升和成本下降,薄膜電池像“紙”一樣可彎曲、可折疊、可攜帶,不僅可以驅動汽車、無人飛機,還能為手機、iPad、背包、帳篷、衣服、特種裝備等各種載體提供電力。這些如今在漢能手中都已經變成了現實。

    “今天大家看到的全太陽能動力汽車,就是移動能源的一個最新成果。”李河君表示,作為未來重點布局的領域,漢能提出的移動能源戰略以核心薄膜發電技術為基礎,通過與產業鏈其他相關行業合作,為各行業提供差異化和獨有的“薄膜芯”解決方案,引領全球薄膜太陽能發電技術和產品應用發展。

    由于薄膜太陽能組件兼具柔韌、輕便、可彎曲等特點,在光伏建筑一體化、移動能源等領域具有廣闊市場前景。李河君表示,現在薄膜的市場份額還不夠大,主要是技術太新,市場有一個認知到認同的過程,伴隨大家對薄膜獨特優勢的了解,市場的份額一定會大大提升。

    據測算,到2020年,我國各類移動能源產品潛在市場總規模達6萬億元,可以成為“十三五”期間拉動我國經濟增長的新引擎。

    鑒于此,今年3月,身為“兩會”代表的李河君專門在提案中提出了關于大力發展移動能源產業,助力國家供給側改革的建議。在李河君看來,薄膜發電技術可廣泛應用于分布式發電、移動3C產品、可穿戴設備以及全太陽能動力汽車、太陽能無人機、衛星等各種領域。移動能源就像移動通信和移動互聯網一樣,將改變傳統能源的生產和消費方式,由傳統的集中供電變成每個個體都是發電主體,能源將無處不在。這將是能源利用觀念的一場革命。

    而在此之前,光伏行業一直存在晶硅和薄膜兩種技術路線,兩者各有利弊。彼時,晶硅路線一直是行業的發展主流,因此,漢能耗費巨資堅持薄膜路線一直備受質疑。

    “我在2010年1月份,真正動手做薄膜光伏,此動作在6年前引起一片嘩然!因為當時薄膜光伏,無論轉化率還是成本,都沒有優勢,還有很多的技術難題需要突破,資金的門檻非常高,所以,大家認為我在做概念,玩虛的,全球都在笑話我”,在發布會的當晚,李河君在演講中回憶稱,漢能在二十多年成長的過程中,一直就是在質疑中成長。

    “所有人都可以反對,但如果我知道這是正確的,我就會努力去做!”李河君表示,“今天的漢能,盡管我們的戰略目標方向是完全正確的,但是我們還面對太多的挑戰,特別是全社會認識薄膜發電、移動能源,還需要時間,雖然我性格很急躁,但我會有足夠的耐心去堅持!”