当汽车晒晒太阳就能充电，夏日灼热的阳光对于新能源车主们便不再是头疼的煎熬，反而成为触手可及、源源不断的免费能源补给。
8月27日，中国一汽宣布，完成钙钛矿光伏天幕样件制备。当前，首个全尺寸钙钛矿天幕样件已装车，在充足日照下可实现近300瓦实时发电，年均可产出约400千瓦时清洁电能。不久前，福耀玻璃官网也上线了“太阳能天窗”产品，通过太阳能转化为电能，为车载电器提供能源。随着光伏车顶逐渐从概念车专属走向量产落地，“晒太阳就能补能”的愿景正在一步步走向现实。
实际上，光伏车顶并非新鲜事物。早在2012年，为解决里程焦虑，荷兰Lightyear公司便发布了首辆太阳能赛车，并于2022年推出全球首款太阳能汽车Lightyear 0，售价高达26万欧元。经测试估算，太阳能电池在传统充电模式下的624公里续驶里程上，每天可增加70公里。不过，由于市场反应冷淡，该公司在2023年初便申请破产，Lightyear 0也随即停产。另外，德国Sono Motors初创公司也曾执着于太阳能汽车项目，但该项目已于2023年被取消。今年7月，Sono Motors更是二次递交破产申请。
初创企业的失败并未阻止汽车产业对光伏车顶的探索之路。近年来，特斯拉、现代汽车、丰田汽车等跨国车企均相继布局车载光伏领域，并推出相关产品。据悉，2017年，特斯拉工程师曾计划在Model 3上安装太阳能电池板为电池充电，后因充电效率不高而放弃。不过，2019年，特斯拉创始人埃隆·马斯克表示，Cybertruck将可选装太阳能车顶，晴天每日可延长24公里续驶里程，但该配置最终并未随量产车落地。
早在2009年，丰田便开始面向公众销售可选装太阳能电池板的普锐斯。彼时，太阳能电池板仅能为车内通风提供电力。根据丰田官网信息，2017年，丰田推出的普锐斯PHEV被认为是“世界首款配备太阳能充电系统”的量产车，该系统可利用太阳光为车辆充电，以供车辆行驶。目前，丰田的量产车型中，普锐斯PHEV和2022年推出的纯电车型bZ4X均可选装太阳能车顶。
此外，现代汽车旗下电动汽车专属品牌IONIQ首款车型IONIQ 5也可选装太阳能车顶，以减少电池电量损耗，同时延长续驶里程。
与此同时，自主品牌对太阳能车顶的探索也从未停歇。早在2010年，比亚迪发布F3DM低碳版，在车顶加装太阳能充电面板。彼时，该太阳能充电面板虽然能够将吸收的太阳能储存在电池中，但仅能满足照明和空调系统，且该配置需额外收费2万元。15年后，比亚迪在2025年宣布量产光伏车身技术。据相关报道，比亚迪与福耀玻璃联合研发的光伏车顶已在汉、唐等车型上实现量产。
此外，长安汽车在2025智博会上推出了一项“新型透明光伏车身”技术，可实现边行驶、边发电，每天补能里程可达20公里至50公里，还可实现防晒隔热、随温变色等功能。
在北方工业大学汽车产业创新研究中心主任纪雪洪看来，车企布局光伏车顶存在双重逻辑：一方面，车企可借此塑造先进科技企业形象，让消费者对企业的技术能力有更高评价；另一方面，该技术本身具备节能环保的特性，有一定的使用价值。“光伏发电在屋顶、厂房等阳光充足的地方已经取得了成功，把它复制到汽车身上，也是有成功可能性的。”纪雪洪称。
光伏车顶听起来似“黑科技”，实际上其技术原理并不复杂：利用半导体的光电效应，将太阳光中的能量直接转化为电能。但要把一块能发电的电池板嵌入汽车天窗玻璃，同时满足透光、隔热、安全、轻量、耐用等多重要求，技术难度呈指数级上升。目前，不同企业在布局光伏车顶的技术路线上也各有侧重。
其中，本身便具有光伏研发、生产能力的比亚迪，依托其成熟的技术和供应链布局，现已掌握硅锭、硅片、电池片、组件全产业链能力。据相关报道，比亚迪光伏车顶采用异质结（HJT）光伏电池，集成在全景天窗玻璃夹层中，停车时可自动展开增加受光面积。其核心价值在于为低压电瓶补电、降低夏季车内温度。
根据官网信息，福耀玻璃的太阳能天窗采用行业成熟的夹层集成工艺，其核心原理是在玻璃中加入太阳能电池组件，当太阳光照射电池组件上的半导体PN结时，就会在PN结的两边出现电压，产生电流，太阳能电池就开始工作，为车辆提供能源。据介绍，该产品每平米提供150瓦电量，让车载电器得到稳定支持，主要为车辆通风系统、车联网、行车记录仪供电，可显著降低日常用车能源消耗。
据介绍，传统晶硅光伏组件脆、易碎，效率上限接近理论极限，曲面铺贴难度大，难以在汽车车身全面铺开。然而，钙钛矿组件轻、薄、柔，可以像车衣一样贴合车身曲面，光电转换效率高、颜色可调、成本相对较低，被称为“下一代光伏材料”。因此，不少车企开始布局钙钛矿技术赛道。
2023年，丰田便与日本本土初创企业Enecoat Technologie合作，共同研发钙钛矿型光伏电池，力争到2030年将其搭载于纯电动汽车的车顶等部位。去年11月，隆基绿能联合苏州大学、西安交通大学等研究团队研发的商业尺寸硅片级柔性晶硅钙钛矿叠层电池效率达29.8%。隆基绿能首席科学家、中央研究院副院长徐希翔表示：“这项突破为柔性晶硅钙钛矿叠层电池在空间光伏、车载光伏等轻质高功率光伏场景的商业开发奠定了基础。”
此次中国一汽顺利完成钙钛矿光伏天幕样件制备，则是国内外首次将钙钛矿光伏技术真正集成到汽车安全玻璃上，标志着车载光伏从概念验证迈入样件落地的新阶段。经实测，该天幕光照充足条件下实时发电功率近300瓦，年可产生约400千瓦时清洁电能，可满足驻车空调、车载冰箱、哨兵模式等车载低压设备用电。
不过，从样件到量产，钙钛矿光伏车顶依然有相当长的路要走。业内人士指出，钙钛矿光伏组件的稳定性问题仍是行业性难题，实验室效率虽已突破26%，但大面积组件的效率保持、长期户外可靠性验证、车规级耐久测试等，仍需大量的时间与资金投入。
当然，汽车被阳光所照射的部位绝不仅仅是车顶，车企对于车载光伏的探索也因此并不局限于车顶这一小片领域。
以中国一汽的钙钛矿光伏天幕为例，按照技术测算，若实现整车多部位光伏全覆盖，车辆单日最高可发电10千瓦时，可增加约80公里续驶里程，基本覆盖多数用户日常通勤里程，有望实现日常通勤零电费。
据悉，比亚迪也计划2027年把光伏组件覆盖至引擎盖、车门等整车表面，总面积扩至6平方米，功率提升至2千瓦，实现“一周不充电”目标。其下一代柔性钙钛矿材料也正在测试中。
此外，丰田可再生能源负责人增田泰造此前曾表示，若将车顶以外的发动机罩等部位也安装上钙钛矿型面板，增至车顶的2倍，理论上能产生约3倍的电力，最多可支持车辆行驶3600公里。
“目前新能源汽车安装光伏组件虽然在原理上可以打通，但在技术经济性上还需要根据技术发展做好计算，关键在于要‘合算’。”车夫咨询合伙人曹广平告诉记者，光伏车顶的原理最早来源于太阳能汽车，只有光伏组件的发电效率足够高、成本足够低，并能够解决车重、设计复杂性等问题，车载光伏才能算得上“合算”。
在曹广平看来，只有光伏发电的价格能够对标锂电池能量密度，日发电量能够增加50~80公里，才能够在经济上可行。据了解，丰田bZ4X的太阳能充电穹顶选装价格为2万元，官方宣称全年可提供1750公里续驶里程，平均每天仅4.79公里。有业内人士表示，当前光伏车顶发电更多只是省电辅助，主要用于车机、哨兵模式等车辆低压系统，无法真正为车辆续驶补能。
“一辆车的周期一般就是6-8年，如果想让消费者愿意埋单，最好就是3年以内就能回收成本。现阶段来看，这一技术很难让消费者埋单。”纪雪洪称。在他看来，车载光伏技术本身不比快充等技术，并无法解决消费者的根本痛点，而是起到“锦上添花”的作用。因此，短期之内，车载光伏或将作为一种高端车型高配选装配置存在。
记者 | 张奕雯
编辑 | 万莹
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