全靠车顶的太阳能薄膜电池产生电能，太阳能车会成为未来汽车市场的大众化车型？看看太阳能车是不是已经绕过前方转角，很快就能在我们眼前一片阳光明媚中闪耀“环保黑”？
>> 关于太阳能车，让我们来认识它
太阳能电池板光电转化原理，以硅板为例
太阳能车的原理说来非常简单。它的主要动力来源是光能，光能通过太阳能板转化为电能，用电动机带动车轮转动。电能的产生离不开太阳能电池板。太阳能电池板由光伏材料（只有半导体材料具有这种属性）制成，是一个两层结构，上层叫N层，下层叫P层。上层的原子被太阳照射后呈激活状态，核外电子脱离原子核成为自由电子，留下带正电部分的空穴（Electron hole）。自由电子汇集在N层，相邻原子间会不断补充电子。于是就像传送带一样，自下而上传送核外电子补足空穴，补电子的过程等同于正价电子向下运动。当N、P两层被导线接通后，就形成了电流。如果在导线接上电动机，车轮就开始转动，如果接上储能电池，就能把电能留存下来。
由于太阳能车全靠太阳能供电，获取电能途径大致可以分为下面两类：
1.固定的太阳能充电装置
2.安装在车上的太阳能充电板
前者车上主要 动力相关模块是电池板、储电器和电机。储电器用来贮存闲时汇聚的电能，因此对电池容量要求很高，与一般电动车无异。而后者如果太阳能充电板转化率足够，就 只需要一枚小小的储电器，收集用于启动时的少量电能。上述两个选项都可符合人们对太阳能汽车的界定。更严格一点说，第二项才是最理想的太阳能汽车方案，我 们姑且可以称它为全太阳能车。只要车在外行驶，就能不依赖任何外界设备，自带“移动充电宝”。
其实这样的车并不是没有先例。在澳大利亚每年都会举行一次世界太阳能车挑战赛。比赛全程3000公里，参赛选手要驾车穿越澳大利亚的沙漠。赛事分为多个级别，2015年的报名规则显示，挑战级和冒险级的车辆能源供给要求为“仅限太阳能车自己收集转化的太阳能辐射”。挑战级突出的是高效，车子限载一人。冒险级别要求设计造车者满足特定安全级别。相同的是，设计感和科技感被提倡，所以每到10月的时候，澳洲的汇集了世界上长相最奇怪的车，都是为了最大面积铺上太阳能板，以至于只能给车内的人留一个蛋壳型的小位置。
世界太阳能车挑战赛
但这些参赛的太阳能车都还只是速度竞技，虽然参赛队伍都实打实地造出了真车，穿越地形十分艰难，里程数也非常可观。这距离成为一辆家用量产太阳能车，还有很多改进空间，例如空间狭小、维持长期使用的性能等等，有一身技术需要修炼。
>> 实用太阳能车最关键的设备是太阳能板
太阳能板面积大产生效能越高 太阳直射角度效果最好
新产品的研发是为了解决生活场景中的问题。实用型太阳能电动车的最低标准肯定要达到下面几点：至少能用高速跑个出城春游的距离，爬行一两个小坡。坐上一家三口后，空间还比较宽裕。至少不能车里打个空调就得在路上歇菜叫救援。所有这些就与下面要聊的太阳能板面积、太阳照射角度还有光能转化率有关。
太阳能板如果可折叠，巧妙设置摆放角度也能提效。但是碍于车身流线设计的需要，这种方法使用情况还比较少见。但是也不排除一些设计大胆的概念车用上这招，比如下面的宝马乐简（BMW Lovos），就连轮毂都可以在需要时张开来光能转换。华丽的车身设计，高速行驶时肯定会带来随风飞逝的碎片感，有点略略担心它行驶时张开无数小翅膀时的风阻系数。
BMW Lovos太阳能概念车
你可能也已经想到，太阳光对太阳能板的照射角度也有极大的要求，直射状况下效果最佳。但是要在宝贵的日照时长里尽可能追逐90度的光线角度，理科菌比仰望天空的文科菌还要淡淡地忧伤。但是总有玩起来特别较劲的歪果仁，带来的这辆福特车名叫Ford C Max Solar Energi Concept。制造者是合作伙伴Solar Power。
Ford C Max 太阳能版概念车充电方案
严格来说，这不是一辆太阳能车，而是一个混血儿。动力能源既可以来自车身的电动车充电端口，也可以源自车顶的太阳能板。需要重点介绍的不是车本身，而是为车特建的充电基础设施。你只要挑一个晴朗的天气把车停在这个充电装置下。预先写入的智能算法就开启追随太阳高度角模式。车底的一款可移动地板自动调整前后方位，顶部的太阳能板就能像反弹球游戏里的受力板一样，总能找到光线进入的最佳角度。福特在太阳能电池板上加装的菲涅尔透镜，让阳光不再是分散的小光束，而是在到达太阳能板上时形成锥形聚焦。
既然把阳光聚焦到一小块面积那么费劲，不如直接扩大太阳能电池板的面积吧。太阳能板铺满车身的想法太弱太丑太呆板，试试“multi-voltaic”喷涂车漆吧。奔驰G-code概念车就被抹遍了这种车漆，于是变成了一整块巨大的太阳能电砖，但是外表和普通车相比一点没差。这种涂料不仅能吸收阳光，就连风吹过车身表面形成的静电，它也能替你存起来。
最后说一点材料，面积大、照射角度讨巧，也只是微量的加分项，而太阳能板材料才是光能转换率的决定因素。 一般用来做为太阳能板的材料有非晶硅、单晶硅、多晶硅，光能转化率依次递增。但是硅材料生产过程中易造成污染，另一种材料砷化镓不存在污染问题，镓元素虽 有毒性，但是化合物本身比较稳定，用来做太阳能板材料时，转化率也略胜一筹（有报道称美国科学家在实验室开发的砷化镓薄膜电池，光能转换率能达到28.4%）。
>> 浮尘和阴雨是太阳能车的死敌
综合上述条件后的产电能效还没有算上外因，有些外因甚至会成为重要影响对象，比如浮尘和阴雨。
有数据显示，太阳能设备需要定期除尘，否则发电效率会受到70%以上的影响。太阳能电池板通过纳米镀膜技术处理之后，拥有光滑无比的表面，就能够达到荷叶效应（由于荷叶具有疏水、不吸水的表面，落在叶面上的雨水会因表面张力的作用形成水珠，只要叶面稍微倾斜，水珠就会滚离叶面并顺便带走灰尘污泥的颗粒）自洁的目的，据说自洁率能达到75%。再加上定期将太阳能电池板取出用流水稍加冲洗，基本就能除尘。
然而，这仅仅 是停留在理想状态。在北京这样的城市开车，雾霾灰尘会迅速占据裸露的太阳能电池板表层。那么过高的拆卸清洗频率不仅费时，也容易损伤材料。目前大多数车企 使用太阳能电池板时，会在它的表面装了一块玻璃抵挡浮尘。用刷子抹布洗洗涮涮，要简便很多。然而普通玻璃对太阳光的过滤，也会影响一部分发电效率。
太阳能车最怕 的就是阴天，并不是阴天里太阳能电池板就完全无法发电了，而是如果是全太阳能车，用的是容量极小的储能电池，那恐怕就只能趴窝了。如果是第一种储能更多的 电池，利用往日晴天充电的储备。但显然，车主就过上了掰着指头算充电时间的日子，万一遇到一个没算准或者天气预报失误，太阳能车就只能罢工了。而且储能电 池的寿命一般也就3-5年，还不算最后关头的折损状态。
若是这样，都用上大容量电池了，还要太阳能板做什么呢？普通电动车使用快速充电1-5小时就能把空电池充满，还不用考虑上述条件限制，以及高昂的砷化镓成本。另外，电动车还有更快的“充电方式”——直接更换满电电池，用时仅数分钟。太阳能车的续航与车身总重息息相关，载上了沉沉的大容量电池，车身牵引力也在增加，如此一来就陷入了耗电-增加电池容量的恶性循环。
虽然更加绿色环保，实用太阳能车还在等一个靠谱案例，证明实力。
