太陽(yáng)是一個(gè)主要由氫和氦組成的熾熱氣體火球，太陽(yáng)能主要來源于氫聚變?yōu)楹さ木圩兎磻?yīng)。地球只接受太陽(yáng)總輻射的二十二億分之一，但太陽(yáng)每秒鐘輻射到地球上的能量相當(dāng)于燃燒500萬t煤釋放的能量。太陽(yáng)能是可再生資源，可免費(fèi)使用、無需運(yùn)輸、對(duì)環(huán)境無任何污染。為了利用太陽(yáng)能，人們發(fā)明了可以吸收太陽(yáng)能并轉(zhuǎn)化為電能的裝置一太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池自發(fā)明以來，在特種航天、建筑、照明、游艇、汽車等行業(yè)獲得了廣泛應(yīng)用。

2太陽(yáng)能電池2.1太陽(yáng)能電池原理太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在p-n結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。如所示。

2.2太陽(yáng)能電池的分類：2011-01-13插電式混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、代用燃料汽車等新能源汽車的動(dòng)力技術(shù)研究。

前電極陽(yáng)光太陽(yáng)能電池原理按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式兩大類，而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。

按材料可分為硅薄膜形、化合物半導(dǎo)體薄膜形和有機(jī)膜形，而化合物半導(dǎo)體薄膜形又分為非結(jié)晶形（a-Si：H，a-Si：H：F，a-SixGel-x：H根據(jù)電池所用材料的不同，太陽(yáng)能電池還可分為：硅太陽(yáng)能電池、多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池、聚合物多層修飾電極型太陽(yáng)能電硅太陽(yáng)能電池薄膜太陽(yáng)能電池聚合物電池納米晶太陽(yáng)能電池池、納米晶太陽(yáng)能電池四大類。

其中硅太陽(yáng)能電池是發(fā)展最成熟的，在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。

2.3太陽(yáng)能電池的應(yīng)用領(lǐng)域太陽(yáng)能電池自發(fā)明以來，在特種航天、建筑、照明、游艇、電力、汽車等行業(yè)獲得了廣泛應(yīng)用。

3太陽(yáng)能電池在汽車上的應(yīng)用3.1太陽(yáng)能汽車的原理將太陽(yáng)能電池（板）安裝在汽車上，太陽(yáng)能電池（板）采集陽(yáng)光，并產(chǎn)生電流。通過電流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，最終驅(qū)動(dòng)車輛行駛。太陽(yáng)能汽車的原理如。

太陽(yáng)能汽車的原理太陽(yáng)能電池驅(qū)動(dòng)汽車有三種方式：直接驅(qū)動(dòng)式、間接驅(qū)動(dòng)式和混合驅(qū)動(dòng)式。

直接驅(qū)動(dòng)式：太陽(yáng)能電池（板）產(chǎn)生的電流不經(jīng)過蓄電池組，直接通過控制器、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)汽車的車輪行駛。

間接驅(qū)動(dòng)式：太陽(yáng)能電池（板）產(chǎn)生的電流通過控制器先給蓄電池組充電，當(dāng)汽車需要行駛時(shí)，電流從蓄電池組中流出，通過控制器、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)汽車的車輪行駛。

混合驅(qū)動(dòng)式：太陽(yáng)能電池（板）既可以把產(chǎn)生的電流直接驅(qū)動(dòng)汽車行駛，也可以用之前儲(chǔ)存在蓄電池組的電能驅(qū)動(dòng)汽車行駛，還可以在汽車行駛過程中給蓄電池組充電。

為了長(zhǎng)途行駛或預(yù)防連續(xù)陰雨天氣的需要，在蓄電池組上可以增加外接充電接口。

3.2太陽(yáng)能汽車的結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能汽車主要由車身、太陽(yáng)能電池板、電力系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、蓄電池、機(jī)械系統(tǒng)、底盤等部分組成。太陽(yáng)能汽車的車身由于安裝太陽(yáng)能電池（板）-40-的需要，其造型與普通汽車有較大的區(qū)別，其表面積也往往大于普通汽車的表面積。

3.3太陽(yáng)能電池在汽車上的應(yīng)用3.3.1應(yīng)用歷史國(guó)外太陽(yáng)能電池最早于1978年用在汽車上，當(dāng)時(shí)的太陽(yáng)能汽車時(shí)速僅為13km/h.之后世界很多國(guó)家對(duì)太陽(yáng)能汽車進(jìn)行了研究，但主要側(cè)重于賽車領(lǐng)域。

2003年在澳大利亞太陽(yáng)能汽車比賽上，由荷蘭學(xué)生制造的Nuna“太陽(yáng)能汽車創(chuàng)造了太陽(yáng)能汽車最高時(shí)速170km的新世界紀(jì)錄。目前，太陽(yáng)能汽車連續(xù)駕駛里程最大為200km.國(guó)內(nèi)1984年9月，我國(guó)首次研制的”太陽(yáng)號(hào)“太陽(yáng)能汽車在武漢試驗(yàn)成功，共安裝了2808塊單晶硅片，組成10m2的硅板，有三個(gè)車輪，自重159kg，車速20km/h.產(chǎn)品，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化率為14%.2001年，在上海交通大學(xué)研制出了”思源號(hào)“太陽(yáng)號(hào)追日號(hào)思源號(hào)0中山大學(xué)號(hào)到目前為止，太陽(yáng)能在汽車上的應(yīng)用技術(shù)主要集中在兩個(gè)方面：一是作為驅(qū)動(dòng)力，二是用作汽車輔助設(shè)備的能源。

這一應(yīng)用方式，一般采用太陽(yáng)能電池板，通過太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化的電能驅(qū)動(dòng)汽車運(yùn)行。按照應(yīng)用太陽(yáng)能的程度又可分為如下兩種形式：一是太陽(yáng)能作為第一驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車，目前主要是用在太陽(yáng)能賽車（1）和短距離電瓶車（2）上；二是太陽(yáng)能和其它能量混合驅(qū)動(dòng)汽車，相當(dāng)于混合動(dòng)力汽車，既可以減輕蓄電池的重量，也可以適當(dāng)降低環(huán)境污染。

由于太陽(yáng)輻射到地面的功率至多1kW/m2，目前的光電轉(zhuǎn)換效率小于30%.普通汽車的功率一般在幾十千瓦左右，因此全部用太陽(yáng)能電池驅(qū)動(dòng)普通汽車，目前還難以達(dá)到。

但在普通汽車上用太陽(yáng)能作為輔助動(dòng)力，或者給汽車上的各種輔助設(shè)備提供電能，如利用太陽(yáng)能電池為汽車的空調(diào)、風(fēng)扇和車內(nèi)照明設(shè)備提供能源等。

3.4存在的問題太陽(yáng)光由于受到天氣、季節(jié)、時(shí)間早晚等不可抗因素影響，導(dǎo)致太陽(yáng)能具有地域性、季節(jié)性和時(shí)域性等特點(diǎn)。同時(shí)太陽(yáng)光的不穩(wěn)定性、分散性（強(qiáng)烈時(shí)大約1kW/m2）以及太陽(yáng)能電池能量密度小、轉(zhuǎn)化效率低、成本高等因素，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池在汽車上還不能廣泛使用。

太陽(yáng)能電池價(jià)格比較高，所以太陽(yáng)能汽車的價(jià)格也比較高，超出了普通民眾接受的范圍。太陽(yáng)能汽車功率普遍較小、續(xù)航里程短、承重能力低、乘坐舒適性與普通汽車相比還有比較大的差距。

我國(guó)機(jī)動(dòng)車登記明確規(guī)定，未列入機(jī)動(dòng)車產(chǎn)品目錄公告的機(jī)動(dòng)車不準(zhǔn)辦理注冊(cè)登記。由于太陽(yáng)能汽車完全由太陽(yáng)能電池（板）驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池（板）的面積很大，而太陽(yáng)能汽車的造型也與普通汽車有較大的區(qū)別，太陽(yáng)能汽車依法還不能上路，這也是限制太陽(yáng)能電池在汽車上應(yīng)用的一個(gè)外在因素。

4應(yīng)用趨勢(shì)分析4.1政府引導(dǎo)隨著環(huán)境污染、變暖全球以及化石能源的逐漸枯竭，各國(guó)政府都通過立法或規(guī)劃等手段提出了新能源刺激發(fā)展方案或新能源補(bǔ)貼方案。而作為清潔完全無污染的太陽(yáng)能，將會(huì)因此引起更多企業(yè)的研發(fā)和重視。

4.2技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)很多國(guó)家的汽車企業(yè)和光電企業(yè)已加大了對(duì)汽車和太陽(yáng)能電池的研發(fā)投入，并取得了很大進(jìn)展。主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：提高汽車設(shè)計(jì)技術(shù)汽車行業(yè)的整體的趨勢(shì)是向更安全、更高效、更節(jié)能的方向發(fā)展。隨著材料技術(shù)、工藝技術(shù)、設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方法的進(jìn)步，有關(guān)汽車車身、底盤、機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、蓄電池、控制系統(tǒng)等將得到進(jìn)一步的提高，屆時(shí)汽車的重量將更輕、性能更優(yōu)，從而減少對(duì)電能的需求。

提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率目前，太陽(yáng)能電池的最大光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)有了比較大的提升。如澳大利亞企業(yè)用激光技術(shù)制成的太陽(yáng)能電池，其光電轉(zhuǎn)換率達(dá)24.2%，日本企業(yè)已研制出光電轉(zhuǎn)換率達(dá)30%的太陽(yáng)能電池，美國(guó)已研制成功光電轉(zhuǎn)換率達(dá)35%的高性能太陽(yáng)能電池。

提高對(duì)太陽(yáng)光照的利用效率目前，太陽(yáng)能發(fā)電站主要有三種太陽(yáng)能電池組件安裝方式，即簡(jiǎn)單的固定安裝（3）、單軸3簡(jiǎn)單固定安裝4單軸跟蹤系統(tǒng)5雙軸跟蹤系統(tǒng)6空間太陽(yáng)能電站跟蹤系統(tǒng)（4）和雙軸跟蹤系統(tǒng)（5）。

簡(jiǎn)單固定安裝方式?jīng)]有跟蹤太陽(yáng)的能力，對(duì)太陽(yáng)光的利用有限；單軸跟蹤系統(tǒng)相比簡(jiǎn)單固定安裝方式最多可以增加額外25%的發(fā)電量；雙軸跟蹤系統(tǒng)不僅可以根據(jù)太陽(yáng)的方位和高度調(diào)整電池組件的位置，還可以根據(jù)天空云層的分布情況選取最亮點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，同時(shí)還可以根據(jù)系統(tǒng)指令使電池組件采取避風(fēng)措施。雙軸跟蹤系統(tǒng)比簡(jiǎn)單固定安裝方式最多可以增加額外40%的發(fā)電量。

為獲得更高效率的太陽(yáng)能，目前，美國(guó)、日本、歐洲及一些國(guó)際組織已經(jīng)開展了空間太陽(yáng)能電站（6）的研究工作。所謂空間太陽(yáng)能電站是指在空間通過太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再通過無線方式傳輸?shù)降孛娴南到y(tǒng)。該系統(tǒng)計(jì)劃2030年前后實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行。目前己實(shí)現(xiàn)了在短距離、小功率的電能傳輸。一旦空間太陽(yáng)能電站成功發(fā)電，將直接推動(dòng)太陽(yáng)能汽車及其他利用太陽(yáng)能產(chǎn)品的普及，同時(shí)也將對(duì)世界的能源結(jié)構(gòu)及能源傳輸帶來革命性的影響。

4.3社會(huì)需求太陽(yáng)能汽車雖然在一定時(shí)間內(nèi)還將集中在賽車部分，但小規(guī)模的應(yīng)用已經(jīng)出現(xiàn)，比如高爾夫球場(chǎng)和主題公園等。隨著政策引導(dǎo)及人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，太陽(yáng)能汽車的發(fā)展已成為了一種社會(huì)共識(shí)。從最初的太陽(yáng)能賽車，到現(xiàn)在的太陽(yáng)能電瓶車，再到現(xiàn)在普通汽車上大批量安裝使用的太陽(yáng)能空調(diào)、太陽(yáng)能風(fēng)扇、太陽(yáng)能天窗、太陽(yáng)能輔助蓄電池等，太陽(yáng)能電池在汽車上的應(yīng)用已越來越廣泛。

5總結(jié)太陽(yáng)能電池自誕生以來，已經(jīng)在特種航天、建筑、照明、游艇等行業(yè)獲得了廣泛應(yīng)用。從太陽(yáng)能汽車的發(fā)展歷程可以看到，太陽(yáng)能電池在汽車行業(yè)的應(yīng)用主要還停留在太陽(yáng)能賽車和太陽(yáng)能電瓶車上。雖然太陽(yáng)能電池在汽車上作為輔助能源或輔助動(dòng)力已經(jīng)獲得應(yīng)用，但由于太陽(yáng)能電池存在能量密度小、轉(zhuǎn)化效率低、成本高以及純太陽(yáng)能電池汽車無法辦理注冊(cè)登記等因素，很大程度地限制了太陽(yáng)能電池在汽車上的應(yīng)用。

在社會(huì)的需求、政府的引導(dǎo)和技術(shù)的進(jìn)步等各方面共同作用下，太陽(yáng)能電池將獲得更大更好的發(fā)展，而太陽(yáng)能電池在汽車上的應(yīng)用也將更加廣泛。