亚化咨询认为，在2015年人类晶硅太阳电池现有的技术条件下，电影《火星救援》中宇航员用太阳电池给火星车充电，历时78个火星日长途跋涉3200公里的是可行的。太阳电池行业持续技术研发投入，提高转化效率和可靠性，在火星开拓中体现了价值！

电影《火星救援》中，宇航员Mark Watney从居住舱（也就是Ares 3任务的着陆点），长途跋涉3200公里，到达ARES 4号MAV（Mars Ascent Vehicle火星升空载具）所在的位置，并乘坐MAV进入太空，与从地球返回火星救援他的赫尔墨斯号（Hermes）行星际飞船会合。

Watney从电脑获取的Ares 3到ARES 4路线图

正在从地球返回火星救援Watney的赫尔墨斯号

这部科幻电影是近年来“硬科幻”领域的最高水准之作，在技术细节方面具有高度的真实性。亚化咨询作为能源化工领域的专业咨询机构，关注范围除高端石化和煤化工之外，在新能源汽车、锂离子电池和太阳光伏电池领域也颇有研究。下面我们就探讨“以人类2015年现有的技术水平，实现用太阳电池给火星车充电，历时78个火星日长途跋涉3200公里”的可行性。

亚化咨询数据表明，现阶段主流的采用锂离子电池的新能源汽车，在良好的路况下，每kWh电池能量带来的续航里程约为5公里。火星的大气密度约为地球的1%，重力约为地球的2/5，空气阻力和地面摩擦力都低于地球。但考虑到火星车采用了高摩擦力和高胎宽的轮胎，以及行驶路况为沙砾地带。因此姑且假设在火星也是5公里/kWh的比例。

宇航员Mark Watney告诉观众，火星车设计最大里程35公里，通过搜刮已损坏的一号车的电池，Watney将仍能工作的二号车电量增加了一倍。如果火星车采用的是锂离子电池，则Watney给二号车安装的锂离子电池充满电一次需要14kWh。

Watney长途跋涉3200公里花费了78个火星日（每个火星日为24小时39分35秒），也就是每个火星日只平均行进了41公里。原因很简单，虽然二号车电量增加一倍之后充满电最大里程增加到了70公里，但为了携带生命维持设备和太阳电池板以度过漫长的旅程，他又做了一个拖车，增加了负荷之后，行驶里程显著降低。下面关键问题来了，Watney携带的19块太阳电池组件，能否给他的火星车动力电池充满14kWh电？

正在给火星车充电的19块太阳电池

从上图可见，NASA在火星使用的也是由60块电池片按照（6×10）排列的标准组件，现阶段高端组件的（60片）在标准测试条件（辐照度为1000W/m2，电池温度25℃）时，标称功率已经可以达到300W。

火星绕太阳公转的轨道半径平均2.28亿千米，而地球的轨道半径是1.5亿千米，按照平方反比率，计算可知火星的太阳光照强度约为地球的0.43倍。也就是说，同样一块太阳电池，同等其他条件下，在火星上发挥的功率只有地球上的43%。

如果采用地球生产的标称功率300W的光伏组件，考虑到火星太阳光照强度低于地球，以及光照在平放于火星地面电池的斜率，假设300W的光伏组件实际平均输出功率仅达到标称功率的25%，也就是75W。

从电影中NASA工作人员的交谈中得知，Watney每天放好太阳能板，充电13小时。Watney在上图中的光伏系统总效率按照90%估算。则Watney每个火星日可以从上图19块太阳电池中获得的总发电量=光伏组件实际功率*有效光照时间*系统总效率=75W*19*13h*0.9=16.67kWh，即使考虑到锂离子电池组10%的充电能量损失，也可以为他的火星车动力电池充满14kWh电。

环境温度方面不是问题，太阳电池的理想工作温度是25℃，温度升高会降低效率，而低温则影响不大。火星表面温度从冬季最低-133℃到夏季最高27℃，太阳电池在这个温度范围内可以正常工作。

太阳电池行业持续技术研发投入，提高转化效率和可靠性，在火星开拓中体现了价值。亚化咨询上述研究和计算表明，在2015年人类晶硅太阳电池现有的技术条件下，电影《火星救援》中宇航员用太阳电池给火星车充电，历时78个火星日长途跋涉3200公里的是可行的。

正在发射升空的ARES 4号MAV

被队友从太空中接住的Watney

我们也应该认识到，如果给火星车充电的太阳电池组件因效率低而输出功率不足，或者光伏系统和组件可靠性不够，则Watney很可能难以获得足够的电量，需要延长充电时间，导致不能及时赶到ARES 4号MAV并最终火星救援成功。

在晶硅太阳光伏电池中，导电浆料是关键辅助材料，对电池的光电转换效率和长期可靠性有重要影响。随着晶体硅太阳电池制造技术的不断更新进步，尤其是近年来PERC电池和N型电池等高效电池的兴起，对浆料提出了更高的性能要求。导电浆料技术与应用的不断研发，对于太阳电池行业的可持续发展和高端应用有重要意义。