摘要：本文将结合国内外光伏路面的发展及现况进行分析，之后在说明现今光伏铺面的应用情况，并且在这个基础之上，对光伏铺面的关键技术进行详细的了解，主要说明光伏铺面的关键技术，其中包括有光伏铺面结构层材料的特性分析以及对光伏路面光电转化效率进行分析。之后在对光伏技术当中，如何提高光电转化效率问题展开研究，并且分析研究成果，希望本文能够为光伏路砖光电转换效率的研究提供新的思路。
关键词：光伏路面；光伏路砖；光电转换
前言
一个城市能够实现智慧化的基础就是它的交通的基础设施能否实现智慧化。所以在近几年来我国国内光伏产业被重点关注，并且在大力发展的情况下，光伏技术也日益的成熟。随着技术逐渐成熟，光伏发电技术的成本也逐渐地降低。并且从另外一个方面来看，社会对于新型的交通系统，比如说新能源汽车以及无人驾驶技术等这类高科技技术都十分的向往，但是对于传统的道路系统而言只有走向设施智能化，才能够让汽车行业以及驾驶技术进行创新，实现真正的高科技道路系统。并且我们在评价光伏铺面技术的时候，习惯用光电效率来作为评价指标，并且发电效率也是光伏扑面经济效益及核心技术是否成熟的判定标准。但是现存的问题就是，尽管在一些光伏铺面示范区内能够成功的证实了光伏铺面的可用性，但是因为光伏扑面的发电收益远小于它自身维护的成本，所以对于光电转化效率还是有很大的提升空间。
一．国内外光伏路面的发展
（一）国外光伏路面发展历程
国外的光伏路面发展状况首先是源于1839年，法国的科学家发现了“光声伏打效应”；在1954年美国成功的研发出了单晶硅太阳电池，同时也标志着光伏发电技术正式诞生；在2006年美国一对夫妇首先提出了太阳能公路的想法，并且在2013年时，他们成功的研发出了六边形太阳能电池厚板；之后到了2014年，荷兰修筑了世界第一条太阳能自行车公路；2016年，法国建造了世界上第一段供机动车行驶的太阳能公路。
（二）国内光伏路面发展历程以及现今应用方向
与国外光伏路面的发展历程相比，我国国内对光伏路面技术的关注更晚一些，我国是在2006年才开始对国内的道路进行尝试性的利用光伏技术，主要是在一些水泥以及沥青混凝土的路面结构中应用。到了2017年，我国在山东济南建成了世界上首个光伏高速公路试验段，道路全长1120米，光伏路面铺设长度1080米，并且顺利开放。
二．光伏路面的关键技术
（一）光伏路面结构层材料
对于光伏路面技术的研发是具有很大的困难性的，对于光电路面的技术研发主要是为了能够将光伏发电工程与道路工程相结合在一起，并且保证路面对车辆的承载能力。所以对于光伏路面的研究关键就在于如何能让建设在路面结构中的光伏板能够有较高的利用率，并且提高路面的透光耐磨能力等功能。
到目前为止，国外研发出来的发电技术主要有三种，美国的太阳能砖，但是缺点就是太阳能砖大面积铺盖后路面不平整且容易渗水；第二种是荷兰的预制水泥混凝土光伏板，但是对于光伏板使用时安装拼装过程复杂只能利用在自行车道上；以及法国研发出的直埋式的光伏路面，这个方法容易让设备受到车辆的挤压，导致损坏。
所以我国根据国外的科研成果，得出了对光伏路面建模的模型设计已经对材料的选择方向。对材料的选择方向主要在于光伏路面可以设计为三层结构由俩种材料建成，在光伏路面的上层是功能层，有透光率较好的混凝土路面；中层为光伏板，也可作为承受压力的层，最下层就是绝缘层。并且三层的总厚度不超过3mm，每层之间都有连接的材料，防止局部翘起的问题发生。
（二）光伏路面光电转化效率
对于光伏路面的转化率是非常重要的，它关系到光伏铺面技术能否普及的问题，也是一个重要的指标。所以从光伏阵列的之间排列方面考虑，光伏列阵在太阳的光照下会存在阴影相互遮挡的现象，这种情况致使他所接收到的辐射能量有所降低，第二点就是由于光伏列阵，它的倾斜角度不同，也会导致其接收的总辐射量差距不同，就会造成发电量有高有低的情况，所以应该在光伏系统组件的时候计算光伏列阵的最佳受光面，并且确定出光伏列阵的最佳倾斜角度以及排列的间距。
三．对高光电转化效率光伏路砖的研究分析
对高光电转化效率光伏路砖的研究实验当中，首先需要对光伏路砖微单元模型进行设计，主要由三部分组成，上层为透光层，中间为承重层，第三层就是黏结层。
之后进行利用凸透聚光原理增加光照强度的实验，从实验中可以得出利用凸透镜的反光原理，不仅仅能够增加光照强度，还可以扩宽有效光照面积，并且可以根据实验中的数据计算出最适合本模型的光伏电池板宽度以及有效的光照面积，
第二是对可转动的光伏电池板的应用进行试验，最后一步就是对光伏路砖微单元模型进行力学实验分析，最后可以得出以下结论;
首先在高光电转换效率光伏路砖模型当中利用了凸透镜聚光的原理，可以知道当光伏电池板的面积达到一定值时，能够增加有效受光面积，并且可以提高光伏电池板的有效发电量；第二点就是由于一天当中太阳光照强度是在不断变化的，并且在太阳直射时，太阳的光照强度最强，对光伏电池板的发电是最有利的，所以将光伏电池板设置为可转动装置，并且能够通过在一定范围内的转动，保持较长的一段时间内阳光直射光伏电池板的状态，这样既可以增加光伏电池板被阳光直射的时间，还能够提高光伏电池板所接收到的光照强度；第三点就是通过专业的光伏系统仿真软件，对光伏电池转动和不可转动的两种模式的年发电量进行模拟计算，最后结果表明可转动的光伏电池板年发电量比不可转动的光伏电池板年发电量提高了14.86%；最后一点就是对光伏路砖模型进行承重实验，并且通过第一强度理论与第二强度理论进行验算，最后证明了模型的承重具有安全性。
结束语：
在新一代道路系统设计工程当中，主要的设计理念就是需要道路能够在雨雪天气下能够自行的将雪融化等一些智能的功能。并且光伏路面是新时代智能路面以及多功能路面的衍生物，尽管在运行以及维护的过程当中，成本会比传统的道路消耗更高，但如果能够提高光伏路面的光电转化效率就能有效地做到资源的循环利用，所以希望本文对高光电转化效率光伏路砖的研究结果分析能够对之后光伏技术的研究实验提供一些新的参考思路。
参考文献：
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