（原標題：支持太陽能無人機的薄膜發電到底是什么？）

Facebook(臉書)是一家社交網絡公司，他們和太陽能有什么關系?

本來確實不沾邊。不過，它的老板扎克伯格是一個有理想的人，他追求科技進步和人類機會平等，為了讓地球上每個角落的人都能夠獲取到互聯網服務，于是開發了一架名為“Aquila”的太陽能無人機，通過無人機發射無線網絡，讓人們享受互聯網帶來的樂趣。不久前，Aquila首次試飛成功，讓網絡覆蓋全球成為可能。

Facebook的太陽能無人機Aquila首次試飛成功

Aquila無疑是商業合作的一個結果，盡管Facebook并沒有宣布是與哪家太陽能公司進行技術合作，不過，人們猜測為它提供太陽能發電技術的正是中國漢能的海外子公司Alta Devices。理由是，只有薄膜發電的電池才具有重量輕、弱光發電性能好的特點，滿足Aquila需要盡可能減輕機身重量、能在夜間飛行等諸多需求。而在前不久，漢能在2015年報中也曾透露，“已交付全球知名企業高空長航時無人機的電池產品訂單。”

太陽能無人機的應用具有無限的想象力，不僅是民用，在軍事上也具有廣泛的應用前景。

那么，這種薄膜電池技術究竟是怎樣的呢?

什么是薄膜電池技術?

人類對太陽能發電的研究最早要追溯至19世紀40年代，德國科學家邁爾第一個發現植物能夠將太陽能轉化為化學能。隨后，科學家們從中陸續發現了葉綠素、光伏效應等，并在1954年研發出了第一塊單晶硅太陽能電池，它能夠利用光電材料吸收光能，將光轉化為電能。

經過170多年的漫長發展，如今，太陽能發電技術被分為兩條路線，一條是晶硅發電，一條是薄膜發電。晶硅起步較早，不過從上個世紀90年代起，薄膜發電開始進入光伏行業，市場占有率正在逐年穩步上升。

與晶硅不同，薄膜電池是一項采用薄層材料，運用電子半導體和光學原理的技術，它的用硅量極少，更容易降低成本，是一種高效能源產品。它的種類豐富，包括砷化鎵、銅銦鎵硒、碲化鎘等，可以通過濺射法、共蒸發法等技術獲得。因其質量輕、弱光性好、柔性可彎曲等優點，薄膜發電被科學家們視為未來光伏發電的發展方向。

薄膜電池被視為未來光伏發電的發展方向

從市場現狀來看，目前較大的薄膜電池生產商主要有美國First Solar，日本Solar Frontier、Sharp Solar、中國漢能等企業。

First Solar現在是美國薄膜電池行業的頭把交椅，它曾在2013年斥巨資收購了美國通用電氣公司(GE)旗下的碲化鎘(CdTe)薄膜太陽能部門，并致力于研發碲化鎘(CdTe)薄膜技術。目前，First Solar的碲化鎘(CdTe)薄膜組件的轉化率已達到22.1%，足以與一般的晶硅產品相媲美。

無獨有偶，中國漢能也通過陸續收購四家擁有全球頂尖技術的薄膜公司——德國的Solibro和美國的MiaSolé、Alta Devices(AD)以及Global Solar Energy(GSE)，迅速掌握了薄膜發電行業的尖端技術。與First Solar不同，漢能的主要研究方向是銅銦鎵硒(CIGS)和砷化鎵(GaAs)，它的柔性薄膜電池目前擁有4項世界紀錄，其中，Alta Devices公司的砷化鎵(GaAs)雙結電池轉化率高達31.6%。

中國的漢能公司

據了解，目前世界上有超過40個國家正在研究下一代低成本、高效率的薄膜太陽能電池，太陽能薄膜發電技術正成為新能源替代傳統能源的關鍵性技術。

豪門VS新貴：誰是面向未來的技術?

在大的格局上，目前，晶硅仍然在全球光伏產業中占據主導地位，不過，在日益競爭激烈的電力批發市場上，太陽能發電成本必須要保持持續下降趨勢，但是就目前來看，晶硅技術的突破之路已經越來越難走。

麻省理工學院(MIT)在2015年發布的《太陽能未來》研究報告中指出，在美國，光伏系統的非模塊或平衡系統(BOS)成本占到太陽能地面電站價格的65%，在普通住宅使用的屋頂太陽能方面，BOS更是占到85%的成本。與晶硅相比，薄膜技術是在玻璃、塑料或金屬等基底上沉積上一層或多層很薄的光伏材料，這種工藝可以減少系統的材料使用，降低制造支出。隨著技術的進一步突破，薄膜技術有望成為太陽能實現成本大幅下降的最可能途徑。

此外，報告還建議美國政府應該轉向薄膜太陽能這種“面向未來”的技術，降低晶硅電池投入，因為這種“短期研究”已沒有太大價值。

今年7月，因旗下碲化鎘(CdTe)薄膜太陽能板的技術表現持續優異，美國薄膜太陽能龍頭企業First Solar宣布，全面停產旗下的TetraSun單晶硅產品線，將位于馬來西亞的工廠改為生產Series 5薄膜組件的基地。

美國First Solar公司

在歐洲，來自德國、瑞士、法國、意大利、比利時、盧森堡等歐洲8國11個科研團隊在2015年組成了一個研究聯盟，宣布啟動一項名為“SHARC25”的計劃，研究和開發超過晶硅轉換效率的CIGS薄膜太陽能電池技術，將轉化率提高至25%，用于未來公共事業的大規模發電。德國《太陽能電池》雜志認為，薄膜太陽能電池的廣泛使用，將有助于太陽能發電成本的快速下降，它有望在未來15年里成為最便宜的能源。

在中國，工業和信息化部在2015年12月發布了《產業關鍵共性技術發展指南(2015年)》，薄膜電池生產技術被納入優先發展的關鍵共性技術，“支持CIGS銅銦鎵硒薄膜電池生產工藝技術研發，特別是大規模柔性銅銦鎵硒卷對卷連續生產工藝，提升轉換效率，降低生產成本。”今年8月，國務院在正式印發的《“十三五”國家科技創新規劃》中，也提出了要在能源領域形成能源多元供給、高效清潔利用和前沿技術突破的整體布局需求，太陽能光伏在發展可再生能源的需求中名列首位。

腦洞大開的薄膜電池應用

說出來你可能不信，薄膜電池的應用領域非常廣闊，甚至會有些腦洞大開的創意。

由于薄膜電池質量輕，柔性可彎曲，因此它可以非常好地融入建筑設計中去，包括用它來制造屋頂。聰明的建筑師們從上個世紀80年代起就開始研究如何將太陽能板與屋頂完美地結合起來，人們甚至發現了利用屋頂發電來賺錢的辦法，不過更多意義層面則是為了環境的可持續發展。

依靠薄膜電池技術打造的全太陽能動力汽車

此外，便攜式的充電裝備也是不錯的選擇，它可以應用在帳篷、露營燈、背包、外套、遮陽傘等產品上。2015年，荷蘭霍爾斯特中心(HolstCenter)曾經與一名荷蘭時裝設計師聯合推出了一款太陽能襯衫，將120款薄膜電池縫在衣服上，人們穿著它走在陽光下，可為隨身攜帶的手機、相機、MP3等電子設備提供電力。

澳大利亞太陽能汽車挑戰賽一向被視為宣傳環保理念和促進太陽能汽車技術發展的全球性大賽，如今，太陽能汽車正在逐漸走向商業化：澳大利亞汽車制造商EVX Ventures公司正在研究可無限續航的太陽能概念跑車Immortus，美國福特汽車公司也曾發布過一款名為C-Max Solar Energi的太陽能概念車，中國漢能在今年7月也向公眾展出了4款可商業化的全太陽能動力汽車，預計在未來實現量產。

當然，薄膜電池還可以應用在無人機、遠程電力供應、航天器等高端軍事領域，并且延伸至其他領域，Facebook利用太陽能無人機來發展互聯網服務就是最好的證明。