“一个小时内到达地球的阳光非常多，这些太阳辐射包含的能量足够让我们整个人类使用一整年。”西北大学的化学系研究教授迪克·寇(Dick Co)说。

由于传统化石能源的利用已近尾声，我们市该大规模使用太阳能。然而，人类却对这么大的一笔能源财富“视而不见”,从市书前面(第54页)图表中可以看到，2015年太阳能在人类能源利用总量中的比例竟不足1%。这是为什么？

如何利用太阳能?

太阳能技术是如何工作的?现在最广泛采用的太阳能技术是光伏电池。光伏(PV)技术指的是将光能转化为电能。法国物理学家埃德蒙·贝克勒尔(Edmund Becquerel)在1839年第一次发现了光伏效应。他发现，在光照条件下某些物质(半导体和金属组合的结构)可以产生电流。基于他的这个发现，光伏效应也被称为“贝克勒尔效应”。(有意思的是，他是发现放射现象的科学家——亨利·贝克勒尔的父亲。)

一块太阳能电池板由若于个太阳能电池组成。一个太阳能电池就像一块很薄的三明治，由两个硅半导体薄层组成。一层掺有微量硼原子(外层有3个电子),叫作“P型半导体”,另一层掺有少量磷原子(外层有5个电子),叫作“N型半导体”。这两层之间的边界叫作“P-N结”。自由电子会因其在两侧的浓度不同而发生扩散，于是更多的电子扩散到“P”型一边，导致“P”型这一边带有负电荷，而“N”型这一边带有正电荷(也叫“空穴”)。当阳光照到“P-N结”上时，光子的能量会在硅原子上激发出更多的电子，电子受到“N”型一边正电荷的吸引而流向“N”边。当电子定向地从“P-N结’的一边流向另一边时，就在外接电路中产生了电流。

虽然半导体光伏的技术已经很成熟了，但是这个早在19世纪就发现的光伏效应至今仍未在世界范围内发挥它的潜能。

太阳能投资成本

将光能转化为电能的最大限制就是成本高。为什么会这样呢?

现在大多数太阳能电池(将近90%)是由硅电池组成的，这是因为它们的太阳能—电能转换效率非常高。除此之外，硅电池无毒，而且电池效率高。然而，生产这些硅电池成本却非常昂贵。

在家里屋顶安装太阳能电池的成本因国家而异。在美国，2016年的太阳能电池的装机成本是3美元/瓦，而美国民用电的成本仅约为12美分/千瓦小时。

但是我们也不必太绝望。好消息是，美国能源局劳伦斯伯克利国家实验室的一份最新报告表明，在过去几年间太阳能系统的价格已经在持续下降。报告详细地指出，从2010年开始光伏系统的价格正在以每年5%的速率持续下降。“技术革新和规模扩大造成了价格的下降。这已经持续一段时间了，但是现在价格下降的速率却是前所未有的。价格下降的部分原因也是美国能源局(DOE)一直在为降低成本而努力协调。”美国芝加哥洛约拉大学可持续发展办公室主任阿朗·杜邦(Aaron Durnbaugh)博士说。据DOE报告提示，光伏模块价格在过去五年间持续稳定下降的原因，包括硬件材料成本和系统设计成本的下降，以及销售成本和劳动力成本的下跌等。

DOE提出的阳光(Sun Shot)倡议计划，为光伏技术的创新概念和设计提供资金支持，这些创新项目将使用更加可靠、有效和廉价的新型材料。

除了美国等发达国家，近年来不少发展中国家也开始致力于推广太阳能发电。中国对太阳能进行了大量投资，最近承诺截至2034年将投资3600亿美元用于可再生资源。通过这项努力，中国已经超越德国成为世界上最大的太阳能利用强国。