太阳能，作为最富有潜力的绿色清洁能源之一，其每一步科技的进展与设备的创新都被人们广为关注。近日，太阳能产业频频传出佳音，这或许将使在雾霾笼罩之下的人们看到了些许的希翼。
世界最大太阳能发电站落成
世界上规模最大的集中式太阳能发电站在阿联酋首都阿布扎比落成。这座耗资6亿美元(约合37亿元人民币)的发电站将为2万户家庭提供电力。
“太阳一号”(Shams1)发电站位于阿布扎比西南约150公里的扎耶德市郊沙漠地区，占地面积2.5平方公里，相当于300个足球场，发电能力达100兆瓦。
“太阳一号”发电站共有25.8万个复合抛物面反射镜，通过这些反射镜将阳光聚集到一支支特殊的管子上，管内充填了一种具有高热传导功能的油，滚热的油通过管道传送到产生蒸气的装置内，再由蒸气带动汽轮机发电。
该发电站的投产不仅能缓解阿联酋电力消费的压力，还可实现每年减少约17.5万吨碳排放，相当于每年种植150万棵树，或减少1.5万辆汽车上路。
阿联酋的目标是到2020年，实现可再生能源发电占比达到7%。
国际可再生能源总干事阿敏表示，“太阳一号”发电站的启用是中东地区规划绿色能源未来蓝图的起点，阿联酋在可再生能源方面作出的表率和承诺，对中东地区乃至全世界都具有重要意义。
分布式太阳能发电“革命”
如果突破风能和太阳能发电上网问题的巨大瓶颈，我国将掀起一场分布式可再生能源发电革命，使普通人也可以为电网供电。
2012年9月，国家能源局印发了《关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区的通知》。《通知》邀请中国各省市自治区申报“数量不超过3个，申报总装机容量原则上不超过50万千瓦”的示范区，并将当地用电需求较高的中东部作为优先地区。这一政策的结果尚未清晰显现，但即使对于长期力推分布式能源发展的国家能源局来说，这也是迄今在鼓励分布式太阳能发电方面最有力的政策。
同年10月26日，国家电网颁布《关于做好分布式发电并网服务工作的意见(暂行)》，宣布启动分布式光伏发电支持政策。从11月1日开始，位于用户侧不超过6兆瓦的光伏发电项目可免费接入电网。国家电网态度这种一百八十度的大转弯，消除了分布式太阳能发电发展的一大障碍，被人们普遍视为释放中国巨大分布式太阳能发电潜力的重要一步。
令人振奋的消息接踵而至。2013年2月27日，国家电网又颁布《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》，宣布将支持政策的范围扩大到风电、天然气、沼气和地热发电。
倘若中国可再生能源的新时代，被忽视的分布式可再生能源发电市场将有望成为主流。
的确，有了国家电网的新政策，那些受到鼓励的个人可以在自家屋顶上安装光伏板，成为能源供应者。据测算，中国可利用的屋顶面积达到约3.16亿平方米，如果能够得到充分利用，那我们或许真的离一场“能源革命”不远了。
如果最近的各项政策不是昙花一现的话，很可能未来几年就能看到小型分布式可再生能源项目雨后春笋般冒出来。那么，个人屋主自行发电、多余电力接入电网的未来能源模式也就不难想象了。
尽管每个分布式发电装置的规模比集中式风力和太阳能发电场(中国此类电场很多)小得多，但对这种发电形式的强调能够让中国的能源生产逐渐脱离肮脏的煤炭，促使电网变得更加智能、更加灵活。如果这个方向切实可行，甚至还有可能影响到中国未来能源的整体构想和规划。
变化在切切实实地发生。就在国家电网的支持政策发布两个月后，第一个分布式光伏发电用户在山东青岛正式接入电网。其他项目也迅速跟上，如绿色和平组织在北京的5千瓦屋顶光伏发电试点项目。截至2013年2月，国家电网已经收到了超过100件入网申请。如今国家能源局和国家电网已经制定了到2015年实现分布式太阳能并网发电1000万千瓦的目标。
尽管可再生能源发展表现出上述一系列积极迹象，但我国距离能源革命的宏达愿景依旧遥远。小型太阳能供应商需要价格保证，我国亟需出台专门为分布式光伏量身定制的固定上网电价，这一电价应当至少保证分布式光伏项目业主向电网输出的电力价格能够与集中式太阳能发电厂的电价和收益率持平。
更有效地“管理光”
太阳能产业亘古不变的命题是光伏效率。加州理工大学的材料科学教授哈利·阿特沃特团队在纳米尺度上研究如何“管理光”，设计更巧妙的架构，能使光伏电池的效率有一个质的飞跃。
太阳能产生电力，是因为来自太阳的光子撞击电池内的半导体材料，光子的能量敲松材料中的电子，使电子自由流动。
传统的太阳能电池通常是100微米厚，或者更厚，由单一的半导体材料组成，通常是硅。材料只能吸收特定的一部分太阳光谱，通常也只能转换不到 20% 的能量为电能，绝大部分阳光的能量都以热能形式散失了。自1961年以来，科学家已经知道，在理想条件下，阳光照射到单个p-n结晶体太阳能电池上，产生的电能数量有一个限度。这个绝对限度，从理论上说大约是33.5%。这意味着，最多只有33.5%的入射光子能量可以被吸收，并转换成有用的电能。
目前，Sunpower 公司最好的单个 p-n 结晶体硅电池效率为24%，阿特沃特参与创办的公司阿尔塔设备(Alta Devices)的砷化镓太阳能电池最高的光电转化效率可达到27.6%。如果将半导体材料堆叠起来能使转化效率大幅提高。无限p-n结晶体太阳能电池在聚光下的理论效率极限是86%。现实中，Solar Junction 公司的三节电池在947倍聚光下的光电转化效率为44%。但串联意味着在生产电池时，大量人力物力财力消耗在元件的叠加和制作缓冲层上，也意味着电池没法做得很薄。
为了降低成本，也因为用途更加广泛，研究人员一直在寻求制备更薄的太阳能电池的办法。“薄膜电池”能与建筑完美结合，也更容易集成在日常用品里，如背包、帐篷、救生衣，甚至电子产品里。然而，较薄的太阳能电池只能吸收较少的光线，意味着不能产生同样多的电力。阿特沃特和他的同事们想到了一个解决方案。
他们求助于一种奇特的光学效应，称为光学谐振(optical resonance)。正如无线电天线会谐振并吸收特定的无线电波，纳米光学天线也可以谐振并吸收特定波长的光。利用这种效应，他们设计了一种薄薄的纳米楔形结构，这个结构吸光能力很强，能吸收70%的广谱光线。它像一个棱镜，将太阳光分解成 6~8个不同波长的部分，每一束光颜色各不相同，但每一束光都能被不同的半导体面板吸收。
他们利用这个理念设计出三种结构，上述这一种已经做出原型。太阳光经由一块金属板反射并从一个独特的角度进入这个特殊结构。它由一种透明绝缘材料制成。材料表面的涂层是多个薄膜太阳能电池，由6-8种不同的半导体材料组成。一旦光进入材料，它会遇到一系列很薄的光学过滤器。每一个过滤器只会让特定颜色的光通过，被特定的电池吸收，剩下的依次过滤，依次吸收。
尽管设计不同，但其基本思想是一致的：那就是将传统的电池和光学技术结合起来，更有效地利用更广的光谱，减少能源浪费。
阿特沃特参与创办的公司“阿尔塔设备”是一家硅谷太阳能公司，一直在致力于提高电池板的光电转化效率，即便上述新技术商业化还有距离，他们也拥有全球能效最高、最薄且柔性最佳的砷化镓薄膜太阳能电池技术。因为这种太阳能薄膜可以无缝融入任何最终的电子产品，受到无人机、消费电子产品、汽车、遥勘等领域的青睐。目前，美军已经采用了阿尔塔设备公司的太阳能电池，这是世界上最轻且效率最高的，小巧的两张A4纸大小的电池板可以产生 10瓦电力。
苹果公司也设想过柔性太阳能薄膜电池在移动设备上的应用。今年初，媒体报道苹果公司注册了一项太阳能多点触摸面板技术的专利，这种屏幕技术继承了太阳能电池面板、多点触摸传感器以及光线传感器，可以将太阳能转化为电能并通过手机内部的能源管理单元把产生的电能储存进电池，从而为移动设备提供更长的续航时间。
经历了硅基电池、薄膜电池，新一代的太阳能技术，核心是聚光。
太阳能产业目前进入了整合期，给新技术的更新换代创造了机遇。投资者们越来越将新能源产业视为热衷的事业，电动汽车，民用航天器，五花八门的消费电子设备都对太阳能技术给予厚望。在环境污染日益严峻的今天，人类无不期盼着有效管理阳光的梦想终有一天能够照进现实。
