Heliatek是世界经济论坛的 2015年技术先锋之一。其有机太阳能薄膜轻薄、柔韧、透明,厚度不足一毫米。公司首席执行官Thibaud Le Séguillon介绍了该技术如何让建筑物和车辆实现自主发电。
有机太阳能电池与传统光伏板有何不同?
有两种特性使有机太阳能电池与众不同。首先,传统太阳能板在炎热天气下效率会下降,这是一个令人遗憾的悖论,因为晴天往往也很热。相比之下,有机太阳能电池温度越高,性能反而越好。其次,传统太阳能板在弱光条件下性能会急剧下降。有机太阳能电池则更能应对阴天,甚至可以在室内利用人造光产生可观的电力。
我们生产的太阳能薄膜HeliaFilm®非常薄、轻且柔韧。可以通过染色使其呈现透明效果,如同太阳镜一样,并有多种颜色可选。在传统光伏板因体积过大而无法安装的许多场所,HeliaFilm®都能应用,例如车辆以及建筑立面,而不仅限于屋顶。
还有哪些公司在研发有机太阳能电池?Heliatek的方法有何不同?
还有一些其他公司也在从事这方面的研究,但基于几方面原因,我们被公认为该领域的领先者。我们保持着有机太阳能电池效率的世界纪录,目前为12%;同时,我们也是目前唯一实现规模化生产的公司。
有机太阳能电池的制造方法有两种。一种是打印长链聚合物,另一种——也是我们所采用的方法——是使用小得多的分子,即低聚物,通过真空蒸镀沉积,无需使用溶剂。我们在自有实验室中自主开发分子,这意味着我们可以有效地掌控自身原材料,并能够持续开展改进工作;与制药公司颇为相似,我们一直在尝试开发新的分子。
该技术进步有多快,您预计未来会有哪些进展?
我们在2006年起步时(本公司是由德累斯顿工业大学与University of Ulmas分拆而来),效率还不到3%。我们认为有望到2020年达到20%、到2025年达到25%的效率,不过很难准确预测具体将通过何种路径实现。
除提高效率外,使用寿命也是一大挑战。分子本身必须非常稳定,并且需要用保护层加以封装,我们在这两方面都付出了大量努力。目前我们提供10年质保,明年我们将把质保期延长至20年。
我们还将着力推进产品开发,例如使其完全透明而非染色,以拓展其在窗户上的潜在应用。实际上,这意味着我们将只能采集非可见光——紫外线和红外线。我们原则上知道如何实现,只需投入资源开发相关分子即可。
为了更直观地理解当前12%的效率水平,如果用HeliaFilm®覆盖一栋建筑,能发多少电?
以我们的首批目标市场之一为例:意大利一座约30,000平方米的普通工业建筑。若用HeliaFilm®覆盖整座建筑,可满足其约40%的能源需求。
HeliaFilm®更适合新建建筑,还是可以改造安装到现有建筑中?
起初新建建筑更为适合,因为从设计阶段开始规划,更容易整合线缆等需求。目前我们正与玻璃、混凝土和钢材制造商合作,将我们的产品整合进其面向建筑行业销售的产品中。
从长远来看,我们也可以设想开发更适合改造项目的产品,并最终推出可在当地家居装修商店购买的产品。
交通运输领域有哪些机遇?
我们目前正与汽车制造商合作,将HeliaFilm®融入其车辆设计,我们预计冷藏拖车也将是一个重要市场。我们认为无法满足它们所需的全部电力,但可以做出重大贡献。
公共政策能否在推动HeliaFilm®等产品普及方面发挥作用?
可以,主要有两个方面。汽车制造商之所以来找我们,原因之一是在美国和欧洲,法规正设定日趋严格的目标,要求降低每公里二氧化碳排放量。而制造商实现这一目标的途径之一,就是使用HeliaFilm®这类产品,来协助为汽车产生所需电力。
政府也可以通过建筑规范提供帮助,例如强制规定所有新建建筑均应实现净零能耗。欧盟正在制定相关指令,便是沿着这一思路推进。这不仅会促使建筑行业竭尽全力改善保温隔热和节能措施,还会推动其让建筑同时具备产能功能。建筑行业本质上较为保守,因此监管机构施加的任何推动,都将加快市场接受的速度。
您认为该技术的长期发展前景如何?
当您使用HeliaFilm®建造建筑时,您的建筑就变成了一座发电站。我们认为,这最终将改变社会对能源生产的看法。我们将不再以集中方式生产能源(无论通过燃气电站、燃煤电站,还是太阳能或大型风电场),而是将就地发电视为常态。
市场潜力巨大,不仅限于车辆和建筑,凡是您能想象到需要就地产能的场景几乎都适用:移动设备、服装,想象力就是极限。事实上,我承认自己的想象力不足以预见这一产品今天能应用到哪些领域。我相信它会给我们带来惊喜。
2015年全部技术先锋的详细信息 可在此查看。
作者:Thibaud Le Séguillon,Heliatek首席执行官,世界经济论坛 技术先锋。
图片:2015年3月20日,法兰克福,新欧洲中央银行总部大楼在日偏食期间映出太阳。REUTERS/Kai Pfaffenbach

