不烧一滴油的未来意义——光伏发电的前景

众所周知，油一定是会烧光的，人类文明也是要继续发展的，在可见的未来，太阳能一定是最重要的新能源之一。目前，利用太阳能基本上有两种形式，一种是太阳能热电，这种方式其实就是汇聚太阳光加热过锅炉，利用水蒸气推动汽轮机发电。这种方式效率较低，与常规的热电也没有本质区别。

第二种方式就是太阳能光伏发电，利用太阳光照射在半导体材料上的光电效应，直接收集电子流动发电的方式。按照制作材料，太阳能电池可以分为硅基半导体电池、CdTe薄膜电池、CIGS薄膜电池、染料敏化薄膜电池、有机材料电池等。其中硅电池又分为单晶电池、多晶电池和无定形硅薄膜电池等。对于太阳能电池来说最重要的参数是转换效率，目前在实验室所研发的硅基太阳能电池中，最高的单晶硅电池效率为25.0%，多晶硅电池效率为20.4%，CIGS薄膜电池效率达19.8%，CdTe薄膜电池效率达19.6 %，非晶硅(无定形硅)薄膜电池的效率为10.1%。

在可见的未来，太阳聚变能够提供的光照是最稳定的能量来源。在利用太阳能这件事上，科学家还有过更疯狂的设想，“戴森球”就是其中之一。戴森球的概念源自于美国物理学家、数学家弗里曼·戴森的思想实验。他认为，任何技术文明对能量的需求都是稳定增长的，如果人类文明能够延续足够长的时间，就必然有一天对能量的需求会膨胀到要利用其母恒星“全部”的能量输出。他认为此时就有必要建立能够拦截和收集母恒星发出的所有能量的轨道结构。

简单地说，戴森球就是一个在一定位置上把恒星完全包在其中的巨型壳状结构。我们的太阳大约能够输出3.86×1026瓦的能量，如果人类能够完全收集这些能量，就可以实现一些非常宏伟的目标，比如改造行星，驱动星际飞船。但是实际上，“戴森球”最可能的建造方式绝不可能一个密闭的壳体，因为即使在一个天文单位上建造这个壳，所需要的建筑材料甚至超过了整个太阳系中所能提供的元素。

最接近戴森最初概念的可行变体是“戴森云”。它由巨大数目的密集环绕恒星运行的独立结构，它们可以是太阳能卫星或者太空定居点组成。当然了，这个上帝工程可能永远只是思想实验，但太阳能开发的方向显然是正确的。在我看来，“阳光动力2号”环球之旅最重要的的是象征意义。它象征着人类对新能源的探索精神，以及对未知旅程和身体极限的挑战。虽然现在太阳能商业飞行还是梦想，但正如伯特兰·皮卡德所说：这不仅是航空业的一次彻底变化，也是生活方式的一个完全转变。