太陽能已成為能源領域的重要角色。事實上，太陽能是增長最快的可再生能源，目前占2022年全球發(fā)電量的4.5%。

最普遍的太陽能技術是太陽能光伏(PV)電池，也就是通常所說的太陽能組件。光伏電池由半導體材料組成，可吸收入射光子并接收相互作用產(chǎn)生的電子。

由于單個光伏電池在這一過程中產(chǎn)生的電量微乎其微，因此光伏組件通常會連接數(shù)百個這樣的電池，光伏陣列則由連接光伏組件的網(wǎng)絡組成。如圖1所示，數(shù)以百計的光伏組件排列成網(wǎng)格狀并朝向太陽，這種陣列被稱為太陽能電站。

隨著氣候變化危機繼續(xù)威脅全球，許多國家都在爭分奪秒，想方設法減輕危機影響�；�石燃料和其他破壞生態(tài)的燃料正被逐步淘汰，取而代之的是可再生替代品。因此，太陽能自然而然地引起了公眾的關注。隨著越來越多的太陽能組件的出現(xiàn)，研究人員進一步思考了太陽能可以攔截的其他市場。

運輸業(yè)不可避免地成為焦點。汽車是現(xiàn)代社會不可替代的一部分，但卻嚴重依賴化石燃料。目前，汽車行業(yè)正在經(jīng)歷一場革命，向電氣化方向發(fā)展;這一轉變的一部分就是將重點放在可再生能源上。值得注意的是，太陽能汽車已成為一條值得探索的道路。太陽能汽車并非全新事物;有史以來第一輛太陽能汽車是在1955年由12個光伏電池和一個輕木底座制成的。

當然，這輛名為Sunmobile的汽車只是一輛手持模型車。然而，從那時起，真正的公路汽車已經(jīng)出現(xiàn)，從1976年第一輛上街行駛的汽車，到目前正在開發(fā)的一系列未來主義車型，不一而足。概念很簡單，汽車中的集成太陽能電池利用太陽光發(fā)電，并將電能儲存在電池中，為汽車的其他部分供電。

然而，仍有許多需要改進的地方，即太陽能組件和車輛的經(jīng)濟性和效率。此外，還必須考慮到太陽能組件增加的重量，要么減少重量，要么繞過這個問題。過去五年來，太陽能領域出現(xiàn)了無數(shù)創(chuàng)新，其中許多直接或間接促進了太陽能汽車的發(fā)展。

由于體積龐大，汽車所能收集的能量有限，這可能是太陽能汽車面臨的最大挑戰(zhàn)。出于安全和耐用性考慮，太陽能組件只能安裝在最大面積為4平方米的汽車頂部。在理想情況下(晴朗的天空、赤道、晴朗陽光下的靜止車輛)，汽車頂部表面的太陽能輻照總量為每天34kWh。

然而，現(xiàn)代光伏電池的效率僅為20%，因此每天約為7kWh。對于現(xiàn)代電動汽車(如日產(chǎn)聆風)來說，這么多的電量可以提供25英里的續(xù)航里程。雖然續(xù)航里程很短，但對于大多數(shù)駕駛者來說已經(jīng)足夠。遺憾的是，太陽輻照度會因季節(jié)和緯度的不同而大大降低。例如，一輛冬季行駛在紐約的汽車在晴天的續(xù)航里程只有4英里，在陰天的續(xù)航里程可能不到1英里。因此，車輛及其動力系統(tǒng)必須具有令人難以置信的效率，才能最大限度地利用這些能源。

本文列舉了其中幾項進展，包括太陽能技術和動力系統(tǒng)組件方面的進展，這些進展將支持太陽能汽車的整體可行性。事實上，要使太陽能汽車切實可行，就必須提高太陽能組件的效率和成本，同時必須優(yōu)化動力系統(tǒng)部件，使其適合使用太陽能。

(關鍵字：太陽能)