无人机Aquila也让中国太阳能电池“领先一把”？

Facebook在7月21日宣布，其研制的太阳能无人机Aquila已于6月28日在亚利桑那州成功完成首次试飞。Facebook过去几年曾表示要研制无人机实现互联网接入计划，为全球无互联网接入地区提供互联网接入服务，而此次试飞的太阳能无人机Aqiula，则正是这一计划的核心。

在全球范围内，目前存在许多互联网的死角，即便从长期远景来看，这些地区也是绝无可能建设地面网络通信设备，为用户提供互联网服务的。鉴于此，Facebook和谷歌都提出了自己的互联网接入计划，谷歌的计划是使用热气球提供接入服务，热气球可在空中漂浮半年左右，承担网络信号传输接入职责，而Facebook的互联网接入计划，主角则是太阳能无人机，据悉Facebook的太阳能无人机Aquila可在空中不间断飞行三个月时间。

Aqiula在空中飞行不需要载重，本身重量仅为453公斤，翼展与波音737相仿，巡航速度120公里，功耗5000瓦。虽然功耗较低，但Aqiula自重并不轻，且需要在空中不间断飞行三个月左右，必须要有足够的电力动力保障，因此动力技术及系统将成为这款无人机最为核心的部分。能飞三个月的无人机，一定是太阳能电池驱动的，目前传统电池甚至汽油动力，都无法满足无人机如此长时间的巡航。有几个问题十分令人兴奋，Aquila用的是什么样的太阳能电池技术？是哪家提供的？

Facebook也提到了无人机电池面临的技术挑战，Aquila需要在时间较短的白天收集到足够的能量，这样才能支持无人机的夜间飞行，公司正在寻求全球技术资源不断推进高能量密度电池的提升极限。这番表态可解读为Facebook非常重视新电池技术的应用突破，使Aquila可以完成连续飞行三个月的设想。所以可以想象到的是，Facebook对太阳能电池供应商将精心选择，并提出苛刻的技术要求。

不能不提的是去年炒的火热的瑞士“阳光动力2号”太阳能动力飞机，它的体型庞大，重量2.3吨,相当于一辆小汽车的重量。为保证足够的太阳能板面积，所以翼展达到了72米,比波音747客机还要宽。在机翼上镶有17248片第一代单晶硅薄膜太阳能电池，太阳能转化为电能的效率为23%左右,这在现有的太阳能电池技术中水平已经算是高了。这些电池板每块仅厚135微米。为了满足昼夜飞行的需要,它的发动机吊舱中还安装了633公斤重的锂离子电池,以进行能量储备。这样,太阳能电池板所产生的电量,除了供其日间飞行外,还可以实现夜间飞行。

“阳光动力2号”太阳能动力成功飞行且影响力巨大，但虽然经过飞行后发现存在许多性能提升瓶颈，更重要的是引来无使用价值的质疑。网易航空认为，在太阳能电池转换效率实现量级突破之前，以太阳能为动力的飞机，只适合造无人机，不适合有人机。这是因为需要飞机造的足够大，才能保证机翼有足够的面积贴轻薄的太阳能电池板。由于光能－电能转化效率过低，造成飞机尺寸巨大，而承载能力有限。以正在环球飞行赚足眼球的“阳光动力2号”为例，翼展超过波音747，远超Facebook的“Aquila”无人机，却只能乘座一人，且无任何客机必须的客舱增压设备。加上太阳能飞机有长巡航时间的特性，动辄连续飞行几天，甚至数周数月不落地，所以对有人机不是必须的，甚至是没有意义的。而对于无人机，用作通讯或监视平台，则是必须的。所以“阳光动力二号”无实用价值只是环保噱头而已。

太阳能无人机的技术难点，就在于白天能够吸收更多、更高转化率的阳光电能并储存起来，满足夜间飞行，能够在第二天太阳升起之前不至于电池耗尽降落。把这个问题解决了，无人机在空中永久飞行是完全可以实现的，所以太阳能无人机在空中飞三个月只是个阶段性目标。但前提是，要寻找到能够满足以上要求的、质量更轻，效率更高的光伏产品薄膜光伏芯片及组件系统的解决方案。

而从Facebook的Aquila飞机自重和使用环境来看，也不可能采用“阳光动力2号”使用的第一代单晶硅薄膜太阳能电池发电，晶硅光伏本身的重量，也会给无人机的续航能力带来很大负担。其太阳能电池的解决方案必然是属于第二代光伏的薄膜发电。在转化效率方面，最初的第一代薄膜光伏系统是不如晶硅光伏的，但第二代之后已有显著改善，目前第三代产品已达到甚至超过晶硅光伏的转化效率。

更为重要的一点，是薄膜光伏的弱光性较好，因为这种光伏可以适应空中复杂的弱光环境。对于阳光吸收范围更广，400-1100纳米的光强也能转化为电能，这意味着只要有光就行，即便在阴天的状况下也能正常运行发一定的电量。相对而言，晶硅光伏在弱光性方面就存在短板了，必须要有强光才可发电，阴天下雨就只能处于停工状态。从Aquila无人机所承担的任务来说，薄膜光伏发电显然是首选。体重更轻的薄膜光伏显然更适合空中作业，可为无人机提供较强的电能供应，同时避免自身重量耗费更多能源。2015年Facebook曾进行无人机地面试飞，当时透露出来的一点明确的信息就是，其采用的是高效的薄膜太阳能电池。

另外，从Facebook自身的企业属性来看，他们是不太可能自己研制太阳能电池的，必然会从现有全球供应商中进行选择。若论光伏产业，多集中在中德日美韩等国，中国目前是全球第一大传统晶硅产国，占据了95%的市场份额。可喜的是更高端的薄膜光伏技术公司中国也有而且技术全球领先，它就是汉能薄膜发电。目前汉能的薄膜光伏产品是第三代砷化镓薄膜技术。前首富李河君在考察了全球几百家光伏企业后，一口气全资收购了全球最先进的4个薄膜太阳能企业——德国的Solibro、美国的MiaSolé、Global Solar Energy和Alta Devices。这几家企业，已掌握铜铟镓硒、砷化镓等多条产品技术路线，目前在全球拥有专利申请超过1319件，其中60%为发明专利。收购后持续技术研发投入。现在分别在薄膜柔韧性和转换率等技术领域排名世界第一，经美国国家可再生能源实验室认证，汉能海外子公司美国阿尔塔设备公司砷化镓双结电池的转化率达到31.6%，打破双结电池世界纪录。所以至少从效率上中国的薄膜光伏已超过晶硅光伏并全球领先，当然薄膜光伏还有一些生产成本还很高，但在迎来量产之后，相信成本还会有显著下降。

那么，Facebook的合作者到底是哪家？会不会是中国的汉能薄膜呢？根据各种现实情况来分析的话，Facebook的供应商应该是中国汉能薄膜的可能性大，而且很大。

首先Facebook的高端定位和技术要求，肯定也是必须要选择世界是转化效率最高的薄膜太阳能技术及组件，汉能的薄膜现在是全球领先，可以说几乎是其唯一选择，汉能就是Facebook无人机太阳能电池供应商的可能性应该无悬念。

一些书面证据也可以部分印证这一猜测，从汉能2015年报中可以看到一段这样的表述：“本集团移动能源事业群，在市场方面主要完成了部分战略性大客户的订单，如交付全球知名企业高空长航时无人机的电池产品订单”。只要就其中关键细节问两个问题，这一切就越来越明朗了。2015年时，哪个全球知名企业在做高空长航时无人机？汉能在2015完成了全球知名企业高空长航时无人机电池产品订单，2016年6月Aquila首航试飞成功，真是巧合？

如果以上推断成立的话，真的可以说借Facebook无人机Aquila的光，也让中国的太阳能电池领先了一把！这无疑是值得庆幸的。