「趴」在窗戶上的太陽能電池板

1954年，當美國貝爾研究所的工程師們用硅研製出第一個太陽能電池時，他們深信，採用太陽能發電是一個好主意。他們的首批太陽能電池大小與剃須刀相仿，可以將大約百分之六的陽光轉換為能源。隨著這項發明的產生，光伏技術開始飛速發展──通過太陽能電池將陽光直接轉換成電力。這項技術的用途幾乎無處不在：從計算器等小型電器，到為空間衛星提供能源。

起點低增長快

目前，太陽能光伏在德國雖然只有百分之二的市場份額，但趨勢見漲。根據太陽能產業協會的報告，德國2011年太陽能發電比上一年增加了近三分之二，創下了新的記錄。由於去年德國政府作出了能源轉型的決定，這一趨勢有可能還將繼續下去。根據這一決定，到2020年，德國可再生能源的比例將提高到35%，是目前的兩倍。要達到這一目標，必須大力發展風能發電，同時也要開發太陽能電力。

全世界範圍太陽能發電的比例也有可能急劇上升。根據瑞士薩拉興銀行的預測，到2020年，太陽能電池可能會提供大約62萬兆瓦的電力，相當於440座大型核電站的裝機容量。而至2010年年底太陽能的發電量僅為4.2萬兆瓦。

有機光伏技術

迄今為止，市場上硅制太陽能電池佔主導地位。根據德國弗朗霍夫太陽能系統研究所的統計，大約90%的太陽能電池用硅製成，具有關鍵性的缺點：其原料不僅價格昂貴，而且有毒。由於硅材料堅硬，導致太陽能電池很不靈活，回收處理起來也很困難。因此，世界各地的科學家們正在研製替代產品。德國應用光物理研究所（IAPP）所長卡爾•雷沃（Karl Leo）說：「太陽能光伏技術始終都在兼顧各種不同方案。」他與自己的團隊一起，研究有機光伏技術，即半導體材料採用有機物質，其中包括碳、氫氣和氧氣。這些物質無處不在、取之不盡，因此非常便宜。雷沃認為，這種技術用途廣泛，「例如用於發電廠、屋頂或手機。」

該研究所研製的電池板非常靈活，可以「印」在玻璃窗、紙張、塑料或布料等材料的表面。因此，不久以後就有可能出現可以為手機充電的包袋，或者能夠發電的房屋外牆和窗戶。這一創意去年獲得了德國「未來獎」，該獎項是德國最重要的技術創新獎。

光譜的全部利用

"雷沃說：「與我們技術相對應的是濃縮光伏技術。」該技術和以往不同的是，它不只在太陽能電池板上加一層光伏材料，而是加三層，每層都能對光譜中的不同顏色作出反應：最上層對藍色、中間層對綠色和黃色、最下層對紅外光。這樣，電池板就可以利用光譜的大部分來生產更多的能源。它們的效率約為40%，也就是說，它們可把幾乎40%的陽光轉換為能源。濃縮光伏太陽能電池的缺點是價格高於硅電池。

太陽能電池其實只是反向的發光二極體

"雷沃指出:「有機光伏技術的發電效率將永遠低於硅電池，但我們的長期目標是價格只有後者的一半。」有機太陽能電池最遲將於2013年投入批量生產，而卡爾•雷沃研發的技術更進一步，它不僅可以利用光發電，還能夠反過來將電轉換成光。這位科學家解釋道：「太陽能電池其實只是反向的發光二極體。」它們材料不同，但組成部分卻很相似。因此，人們不久就可以將這些透明電池板貼在窗戶上，白天用它們發電，晚上則充當電燈使用。

作者：Michaela Führer
責編：當遠