2005年，是愛因斯坦發現光電效應100周年。這位偉大的物理學家也許不會想到，今天在光電效應的諸多應用中，最值得關注的是太陽能光電池。
太陽能引起全世界關注
世界各國都在大力鼓勵太陽能光電產業的發展。據報道，日本1992年啟動了新陽光計劃，到2003年日本光伏組件生產占世界的50%，世界前10大廠商有4家在日本。德國新可再生能源法規定了光伏發電上網電價，大大推動了光伏市場和產業發展，使德國成為繼日本之后世界光伏發電發展最快的國家。
太陽能之所以引起全世界的關注，一個重要原因是：由于這些年來人們對太陽能光電池所做的努力，已經使多晶硅光電池轉化率達到15%，單晶硅光電池轉化率是20%，砷化鎵光電池是25%，在實驗室中特制的砷化鎵光電池甚至已高達35%-36%！
在國際市場上，目前太陽能電池的價格大約為每瓦3.15美元，并網系統價格為每瓦6美元，發電成本為每千瓦小時0.25美元。也就是說，太陽能光電系統的發電成本，約為1996年美國煤電成本4.8至5.5美分/千瓦時的5倍。注意到太陽能光電池的發電成本在沙漠地區和日常生活地區在日照時間有較大差別，所以，實際上現有太陽能光電池的成本約是煤電成本的5至8倍。
煤是全程污染的能源。在煤的開采、運輸、利用的過程中，都或者有廢渣、廢水，或者有廢氣的排出。所以，在計算煤的發電成本時，就不僅要計算它的內部成本，還要將外部成本，亦即要將社會對污染環境所付出的代價計算在內。在歐洲的一項歷時10年的研究結果表明，煤電的外部成本將高達2至15歐分/千瓦時，由此可算出煤電的“內部成本+外部成本”將是7.3至24.25美分/千瓦時，亦即比煤電的5美分/千瓦時上升50%至350%！所以，如果太陽能光發電的成本能夠下降到10美分/千瓦時，就將有巨大的經濟效益！
太陽能電池將有多少降價空間
有許多人看好太陽能光伏電池的未來。認為到了2020年，光伏電池成本將由現在的25美分/千瓦時下降到10美分/千瓦時，也有人認為到2010年即能下降到10美分/千瓦時。
一個新的設想是：“價廉物美的定日鏡+高轉化率的聚光光電池+高效率的散熱體系”，能否大幅度降低太陽能光發電成本？
在現有太陽能光電池的發電模式中，多數采用方位固定的大面積的平板式光電轉化模式。這一模式的廣泛利用，有賴于有大規模的廉價的并有一定轉化率的光電池的供應。但是，如果能有高轉化率的聚光光電池供應，亦即這一光電池不僅在通常太陽光的輻照下能維持25%至35%的光轉化率，而且能在聚光條件下，如將太陽光聚光300至700倍，仍能維持較高轉化效率和較長工作壽命的話，（當然，這一聚光光電池必須伴有一效率較高的散熱系統，否則會被太陽燒蝕，將能期望用較少量的聚光電池，獲得較大的光伏電能。現在在國際市場上已出現有這種聚光電池，其價格約為普通光電池的5至10倍，其光電轉化率卻高達30%。如果人類能大規模生產這種聚光光電池，那么太陽能光發電的成本，將主要轉移到能跟蹤太陽旋轉的聚光鏡，又名為定日鏡的制作和運轉的成本上。所以，人們將能期待“價廉物美的定日鏡+高轉化率聚光電池+高效率的散熱體系”的發電模式，能比現有大面積平板式光伏電池有更大的降價空間。
不幸的是，現有能跟蹤太陽旋轉的定日鏡卻是價格十分昂貴的高成本的運轉體系。
但是，現在在國外發展的定日鏡，畢竟還是一個規模較龐大的體系。新近由國外歸來，并在中國科技大學任教的陳應天教授卻發明了一種新型的定日鏡，對任何方位太陽光的入射，均能有效地消除由鏡面設計的缺陷而造成的像差，而且這一定日鏡體系還能有效地跟蹤太陽的旋轉，并且其控制體系將能由通常定日鏡所需二維控制降為只需進行一維控制！這就使得人類對于太陽能的利用，出現某種新的可能，亦即由于太陽能聚光鏡成本的大幅度降低，從而獲得比煤電發電內部成本更為低廉的電力。
中國有多少太陽能資源
沙漠地區將能集中地提供豐富的太陽能。我國現有沙漠約52萬平方公里，有沙漠化土地17.6萬平方公里，潛在沙漠化土地15.8萬平方公里，三者共計為85.4萬平方公里。大部分集中在內蒙古地區和新疆地區。
如果太陽能轉化為電的效率是15%，每平方米的面積將能提供約0.036千瓦的電能，其日平均將能提供約0.41千瓦小時的電能。如果沙漠地區每年有360天的日照時間，那么每平方米面積的沙漠，將能年提供約360×0.41=150千瓦小時的電能。85.4萬平方公里的沙漠將能年提供85.4×150×1010=1.28×1014度電。以火力發電的年運轉時為6400小時來計算，上述太陽能供電將等價于2×1010千瓦的電力裝機。如以每標準核電站能提供106千瓦的電功率來計算，那么85萬平方公里的沙漠地區將能提供約20000座核電站的電功率。某些人估計，到2050年，可能約需2500×106千瓦的電力。因此，僅由沙漠地區的12.5%的面積，亦即約為10萬平方公里的面積，就能提供所需要的電力。內蒙古自治區的面積約110萬平方公里，其中沙漠和沙漠化面積約為20～30萬平方公里，所以，僅內蒙古自治區的沙漠地區的太陽能就能為中國在2050年以及今后的發展提供所需要的足夠的電力。
太陽能的利用并不限于光能轉化為電能的光電效應。太陽能還能廣泛地用做日常生活的供暖和供冷，而太陽能定日鏡的廣泛利用，還能提供各類工業和家庭生活中所需要的處于高溫狀態下的熱能。人類的未來將是一個太陽能時代的未來。
我們有理由提請中國的社會公眾，請更多關注光電效應所帶來的許多實際后果！讓全世界人民攜手合作共同迎接一個即將到來的新的偉大的時代——太陽能時代！
作者簡介 何祚庥：1927年生。1951年畢業于清華大學物理系。1980年當選為中國科學院院士。1981年任中國科學院理論物理研究所研究員，是1981年國務院學位委員會批準的第一批理論物理專業博士生導師。早期從事粒子理論、原子彈和氫彈理論的研究。近十幾年來關注社會現實問題，曾就科技政策、教育政策、文藝理論以及當代經濟建設所應關注的重大科學技術問題發表文章。
主要著作有《量子復合場論的哲學思考》、《從元氣說到粒子物理》、《何祚庥與法輪功——1999年夏天的報告》、《我不信邪——何祚庥反偽科學論戰集》。（來源：經濟參考報）
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