“趴”在窗户上的太阳能电池板

1954年，当美国贝尔研究所的工程师们用硅研制出第一个太阳能电池时，他们深信，采用太阳能发电是一个好主意。他们的首批太阳能电池大小与剃须刀相仿，可以将大约百分之六的阳光转换为能源。随着这项发明的产生，光伏技术开始飞速发展──通过太阳能电池将阳光直接转换成电力。这项技术的用途几乎无处不在：从计算器等小型电器，到为空间卫星提供能源。

起点低增长快

目前，太阳能光伏在德国虽然只有百分之二的市场份额，但趋势见涨。根据太阳能产业协会的报告，德国2011年太阳能发电比上一年增加了近三分之二，创下了新的记录。由于去年德国政府作出了能源转型的决定，这一趋势有可能还将继续下去。根据这一决定，到2020年，德国可再生能源的比例将提高到35%，是目前的两倍。要达到这一目标，必须大力发展风能发电，同时也要开发太阳能电力。

全世界范围太阳能发电的比例也有可能急剧上升。根据瑞士萨拉兴银行的预测，到2020年，太阳能电池可能会提供大约62万兆瓦的电力，相当于440座大型核电站的装机容量。而至2010年年底太阳能的发电量仅为4.2万兆瓦。

有机光伏技术

迄今为止，市场上硅制太阳能电池占主导地位。根据德国弗朗霍夫太阳能系统研究所的统计，大约90%的太阳能电池用硅制成，具有关键性的缺点：其原料不仅价格昂贵，而且有毒。由于硅材料坚硬，导致太阳能电池很不灵活，回收处理起来也很困难。因此，世界各地的科学家们正在研制替代产品。德国应用光物理研究所（IAPP）所长卡尔•雷沃（Karl Leo）说：“太阳能光伏技术始终都在兼顾各种不同方案。”他与自己的团队一起，研究有机光伏技术，即半导体材料采用有机物质，其中包括碳、氢气和氧气。这些物质无处不在、取之不尽，因此非常便宜。雷沃认为，这种技术用途广泛，“例如用于发电厂、屋顶或手机。”

该研究所研制的电池板非常灵活，可以“印”在玻璃窗、纸张、塑料或布料等材料的表面。因此，不久以后就有可能出现可以为手机充电的包袋，或者能够发电的房屋外墙和窗户。这一创意去年获得了德国“未来奖”，该奖项是德国最重要的技术创新奖。

光谱的全部利用

"雷沃说：“与我们技术相对应的是浓缩光伏技术。”该技术和以往不同的是，它不只在太阳能电池板上加一层光伏材料，而是加三层，每层都能对光谱中的不同颜色作出反应：最上层对蓝色、中间层对绿色和黄色、最下层对红外光。这样，电池板就可以利用光谱的大部分来生产更多的能源。它们的效率约为40%，也就是说，它们可把几乎40%的阳光转换为能源。浓缩光伏太阳能电池的缺点是价格高于硅电池。

太阳能电池其实只是反向的发光二极体

"雷沃指出:“有机光伏技术的发电效率将永远低于硅电池，但我们的长期目标是价格只有后者的一半。”有机太阳能电池最迟将于2013年投入批量生产，而卡尔•雷沃研发的技术更进一步，它不仅可以利用光发电，还能够反过来将电转换成光。这位科学家解释道：“太阳能电池其实只是反向的发光二极体。”它们材料不同，但组成部分却很相似。因此，人们不久就可以将这些透明电池板贴在窗户上，白天用它们发电，晚上则充当电灯使用。

作者：Michaela Führer
责编：当远