今年春节刚过，局势动荡的中东地区风云突变，剧烈战火燃起，引发了迄今为止世界最严重的石油危机。为长久的能源安全着想，许多国家（地区）加快了能源转型步伐，皆把目光聚焦于可再生清洁能源，太阳能发电格外受到青睐。在此领域，除了传统的硅基光伏技术外，一种崭新的钙钛矿太阳能电池技术脱颖而出，成了近期世人关注的焦点之一。
01技术发展的基本情况
所谓钙钛矿，其实质是一种晶体结构奇特的、能吸光的钛酸钙化合物，在大自然中是一种类似岩石的固体物质。
较早时期，日本有关的科学家曾率先选用了一种有机/无机杂化的钙钛矿材料，作为新型光敏化剂，使早期的太阳能电池发电效率大幅提高。之后，韩国、瑞士等国科学家相继不断地推进钙钛矿太阳能电池技术进步。尤其是韩国，有关科研团队于2012年研制出发电效率达到10%左右的世界首个全固态钙钛矿太阳能电池。从2013年起，该种电池技术迅速成为世界科研重要方向之一，曾入选著名的《科学》杂志“世界科技十大突破”之一，被誉为最具发展前景的下一代光伏技术。2021年，韩国科学家又把单结钙钛矿电池发电效率提高至26%，刷新了当时的世界纪录。
科技奇人马斯克，就很看好钙碳矿太阳能电池技术的发展前景，最近曾来中国考察相关工厂，重点关注包括钙钛矿在内的下一代高效光伏技术。日本也在加紧研发钙钛矿太阳能电池技术。2024年11月，日本经济产业省发布《下一代太阳能电池战略》，提出了相应的要达到的规划目标。为推动该战略落地，日本政府还向核心研发企业提供巨额专项补贴支持。2025年日本新首相上任伊始，便把钙碳矿太阳能电池和核电并行写进国家战略，并促使百亿元资金补贴、量产研发、供应链本土化等等一系列措施接连付诸实施。据有关国际研究机构称，2025年是钙钛矿电池量产元年，未来两年将进入产能爆发期，行业发展势头甚猛。
近年来，我国有多家顶尖高校和科研机构相继把钙钛矿列为重点材料攻关目标，并不断取得突破，在该领域已经实现从追赶到领跑的跨越。如今，国内多条技术路线同步推进，叠层结构发电效率已提升至28%以上，该技术还被列为中国“2025年十大科学进展”之一。各种不同的钙钛矿太阳能电池已在一些企业实现量产，并开始商业化。
02技术特点（优势）及适用范围
相较于传统的硅基光伏电池，钙钛矿太阳能电池具有一些特点和吸引人的优势：发电效率更高，在弱光（例如阴雨天、室内等）条件下，也能实现光电转换；钙钛矿作为光敏（发电）材料，可以制备得更轻、构件超薄、更有柔性，甚至可像墨水刷印到纸上那样，制成（半透明或透明）薄膜电池，很方便的覆盖（或贴附于）相关物体表面上发电；生产工艺简短，成本较低，具有很好的使用经济性。基于这些突出的特点与优势，目前被业界视为新一代光伏发电的核心技术路线之一。当然，由于该技术现在仍处于不断改进阶段，要真正大规模普及应用，尚有一些技术瓶颈需要突破，例如，性能稳定性、耐用性等等，尤其是更高的经济性只有大规模应用后方能显现。
当下，我国科技进步迅猛，技术迭代很快，有关专业人士预计，在大致两年左右的时期内，钙钛矿太阳能电池将迎来推广普及热潮，是我国能源转型中的又一风口。
从理论上讲，钙钛矿太阳能电池使用场合十分广泛，凡是传统的光伏板电池应用之处，亦是其“用武之地”。只不过光伏板电池技术发展已有很长时间，达到非常成熟的程度，且产业链完整、规模巨大，经济性好。与之相比，钙钛矿电池属于新生事物，虽然有发电效率高、前景看好的一面，但也有需要进一步完善提高之处，期待其技术全面成熟。
有鉴于此，至少在近、中期内，两种技术并非是谁取代谁（谁淘汰谁）的关系（仅就从技术很先进高效的钙钛矿电池组件叠层结构上看，传统的晶硅层也必不可少），而应是优势互补、取长补短、协同发展。在传统化石能源转型至清洁可再生能源过程中，共同发挥作用。因此，在发展初期和起步阶段，钙钛矿太阳能电池应主要基于其突出优势（特点）而选择传统光伏电池不甚适合应用（或使用有诸多不便）的场合（所）作为推广普及的突破口。
当下我国高速公路四通八达，为了降噪，各地普遍在一些路段设置噪音挡板或护墙。如今，发电效率很高的柔性钙钛矿电池技术取得重大突破，完全可以给此类单纯屏蔽噪音单一功能的设施赋予双重功能，即防噪+发电。全国计算下来，光照转换成电的面积巨大，总发电量惊人，减排降碳的社会效益多多，前景诱人。除此，目前，我国汽车总保有量已远超3亿辆，停车场地及面积大得惊人，完全可以建设钙钛矿太阳能电池充电设施，利用停车时段给汽车补能。
03积极推动钙钛矿太阳能电池技术研发试验及应用
汽车普遍利用清洁廉价太阳能的时机已至
众所周知，人类要造出太阳能汽车的构想由来已久，并且在不同时期也确实造出了各式样车进行演示试验。例如，在一些科普书里，比较经典的太阳能汽车图照，是一辆小而简陋的单座车，车顶上安装了一张宽大的（发电）光伏板给车辆提供动力。由于传统的光伏发电效率低，即便白天光照强烈时，产生的电能也很有限，汽车难以跑得更远，达不到人们的期待。
时光来到21世纪初、中叶（即2025年前后），世界科科技革命浪潮汹涌，人们终于迎来一种新的钙钛矿太阳能电池技术的重大进展，发电效率大幅提高，主要性能更优，真正的太阳能汽车正慢慢到来。作为先导和可及的一步，是柔性钙钛矿电太阳能电池，作为新能源汽车的主动补能技术而加以利用，能明显增强此类汽车的优势和市场竞争力，对中国汽车高质量可持续发展具有深远战略意义。
近年，得益于换道赛车策略，中国新能源汽车崛起，至目下已领跑世界，形势喜人。但如果从纯技术的角度观察，新能源汽车依然存在一个不容忽视的弱点（或短板），即因动力电池的不完美而引发的（用户）续航里程焦虑。诚然，为破解这一难题已研究出诸多可行方案，但还是难以从根本上消除。比如，人们寄予厚望的固态电池，迄今仍期待要有更大的技术上的进步，方能实现真正的实用化和商业化。再进一步想，即使未来固态电池的设定目标均达成，但汽车行驶一定里程后，续航仍然需要再充电和重新补能。由此，完善的相关基础设施不可或缺。
就汽车运行工作原理而论，不管是传统燃油车还是新能源汽车，在行驶一定的里程后，均要从（汽车的）外部（设施）进行被动补能（加油或充电）。与之相比，装用了钙钛矿太阳能电池的汽车，（在一定程度上）可实现（由自身）主动补能（充电）。据称，新能源汽车若短距离（20或30公里之内）行驶，均可望成为真正意义上的太阳能汽车。此种形式的补能会带来一系列好处（或节省）：一是从宏观层面看，汽车主动补的能，是真正意义上的清洁可再生能源，符合国家（乃至世界）减排降碳的能源转型战略目标要求；二是可节省或少建一定数量的充电站（桩）等基础设施；三是汽车用户得实惠，既节省了一定的电费，又减少了被动补能的麻烦。
笔者相信，一旦钙钛矿太阳能电池技术全面成熟达标，并获得实际应用，那么此种主动补能（节能）的汽车，必将受到市场欢迎和追捧，也将成为相关厂家（销到海外的车也会如此）的一个卖点。据业内相关人士预判，钙钛矿光伏电池用于汽车的节能补能技术，在未来二至三年内将得到推广普及，成为各类汽车的标配。在国内，目前至少有两家车企已宣称，至2028年将量产这种汽车。
若干思考与建议
基于上述论述，笔者特向汽车业界提出以下想法与建议，仅供参考讨论。
对钙钛矿光伏电池技术发展给予足够的认识与重视，车企相关人员应密切跟踪相关动态。当下，有不少车企已对固态电池技术的研发投入了巨大人力物力，现在又要关注（或重视）钙钛矿光伏电池发展，担心精力会被分散。有此想法完全可以理解，但不必过虑。因为前期阶段的投入还主要来自材料供应方。车企重视两种技术发展尚不会构成顾此失彼的矛盾情况。固态电池是新一代电动汽车的主动力（主电池），而钙钛矿光伏电池（至少在短期内看），是为之补能，仅起辅助作用。如果能形成两种技术双管齐下的局面，则可使汽车的运行工作接近达到完美状态。倘若钙钛矿光伏（辅助）副电池高效而稳定工作，在保证主（动力）电池额定功率输出的情况下，将其做得更小些，可减轻汽车自重，很有利于节能。
汽车企业在认真对市场做深入细致的调研基础上，可选择一到两家有实力、技术上可靠的材料（技术）供应商，进行合作，联合实施实车实验开发项目。遵循实践--认识--再实践--再认识的科学规律，不断对技术进行完善提高，最终达到预期效果。
从理论上讲，无论是传统燃油车，还是新能源汽车，不管是小车，或是大车，皆可配置此种光伏节能补能技术装备。但需要指出，与在建筑物表面上敷设光伏电池有所不同的是，应格外顾及装设后车身表面的视觉效果。汽车尤其是私家车是人们的心爱之物，装用钙钛矿发电组件不能明显有碍车辆原有的观瞻。另外，汽车车身的表面积有限，这对发电组件的工作效率提出了很高要求。再者，汽车是耐用品，所用零部件及有关装备不能（或不应该）频繁更换，此也对发电组件的性能稳定性及耐用可靠性提出了较严苛的要求。
纵观当下钙钛矿太阳能电池在汽车上试验应用情况，有关企业先行研究开发推出的样车样品，其应用的发电组件方案大致有三种。其一，包括车窗玻璃在内的车身所有表面，均粘贴覆盖一层透明或半透明柔软性光伏薄膜。其二，车身表面覆盖柔性光伏薄膜，车窗装设具有光伏发电夹层的特制玻璃。其三，车身表面（除车窗外）皆覆盖光伏薄膜，而车窗玻璃或覆盖薄膜，或安装特制的光伏夹层玻璃；或者整个车身表面只在宽大的车顶处铺设（或粘贴固定）一块类似柔性地毯那样的高效发电叠层光伏组件，不需要发电时可方便取下，不过使用时会稍微有碍汽车观瞻。
上述三种不同车身表面铺设方案，各有特点与利弊，车企可选择各种不同类别的车型产品（油车、电车、大车、小车等等），以单个车或极少量车，分别采用不同的技术路线，进行实车试验，通过实际运行应用，掌握了解其技术特征及适用所在。鉴于试验试用--发现问题--改进提高（技术突破）是一个较长的过程，需要企业及早谋划和付诸实施，充满希望的未来值得期待。
供稿 / 程振彪