毫無疑問，與化石燃料相比，太陽能在制造低成本電力方面具有無可比擬的競爭力。
自20世紀五十年代單晶硅電池問世以來，光伏電池技術經過不斷改進與發展，目前已經形成一套完整而成熟的技術。隨著全球可持續發展戰略的實施，該技術得到了世界許多國家的大力支持，在全球范圍內廣泛使用。特別是在21世紀，光伏產業更以令世人驚嘆的速度向前發展。
那么，太陽能產業是否已經到達頂峰了呢？其實不然。我們可能只是看到了開始。
不斷變動的前景
根據美國國家可再生能源實驗室（NREL）發布的一份面向技術密集型美國企業的路線圖顯示，開發新太陽能業務的選擇非常多。
盡管目前中國在太陽能光伏發電（PV）制造領域占據主導地位，并且可能在一段時間內繼續保持在該行業的全球領導地位，但這項關于太陽能迅速變化的前景的新研究表明，“利基市場”有可能在未來十年達到10億美元的規模。同時，隨著太陽能變得越來越便宜和普及，它會有各種各樣的新用途。
來自美國能源部下屬的NREL和科羅拉多礦業學院的太陽能專家共同撰寫的這項名為“增加市場和降低高比功率光伏發電的包裝重量”的研究，暗示企業有利潤豐厚的理由來推進太陽能的創新選擇。
或者，正如NREL資深科學家、這篇研究論文的第一作者Matthew Reese所解釋的那樣，太陽能發電現在已經達到了電網平價。這意味著它可以與煤炭和天然氣競爭，而煤炭和天然氣曾是美國最經濟的兩種電力來源。
“我們探索功率重量比背后的極限，以及它如何為光伏發電領域的新興企業創造價值，使其能夠達到千兆瓦規模，而無需直接與硅太陽能電池板競爭，”Reese直言。
新薄膜技術崛起
1954年，來自美國新澤西州牧瑞丘的貝爾實驗室的科學家們合力研發出第一個有實際應用價值的太陽能電池。這是一塊硅制的面板，在一盞小日光燈的照射下，其產生的電量足以驅動一個小的玩具摩天輪。《紐約時報》曾評論道，硅太陽能電池“可能標記著新時代的開始，最終會實現人類最渴望的夢想之一，即利用幾乎無限量的太陽能于人類的文明上。”
最早期的硅太陽能電池將太陽能轉換成電能的效率大約有6%，與之前的太陽能電池比起來是極大的進步。不過，最初的硅太陽能電池由于制造費用昂貴，早期要將其商業化并不是很成功，但在短短幾年間，太陽能電池已普遍用于供應人造衛星所需的電力，之后也應用于其他的用途。
近年來，中國利用補貼和創新，使硅基光伏發電產業形成了一定的規模，從而讓競爭對手“非常難以”與之匹敵，Reese解釋道。但他指出，雖然制造太陽能的新型薄膜技術才剛剛開始發展，不過它們具有顛覆舊市場、創造新市場的潛力。
與薄膜光伏相比，硅在過去享有很多補貼，Reese表示。硅光伏最初的發展得益于半導體行業（其主要目標是制造現代計算機）提供的數十億美元的資助。太陽能發電技術如今已經發展成熟到可以確保電池板產生30年可靠電力的程度。
現在，美國海軍研究辦公室正在資助NREL對其他化合物的最新研究，這些化合物可以被制成能夠利用光發電的薄膜。它們包括碲化鎘、銅銦鎵硒以及與鈣鈦礦有關的一類巖石，它們比硅更輕、更柔軟。
據Reese介紹，來自海軍的挑戰是“你能否制造出真正輕量的太陽能，盡可能輕的重量”，并找到一種可以以最低的成本擴大規模的材料。
實際上，美國海軍和其他美國軍事部隊正在尋求用太陽能發電來作為消除電池的方法，并減少人員傷亡。因為軍方從伊拉克以及后來的阿富汗獲悉，前線部隊的士兵有時需要攜帶80到100磅的裝備。很大一部分是由用于各種設備的電池組成。
這些電池必須通過柴油發電機充電，而柴油發電機又需要昂貴的飛機或卡車車隊來運送。但這些車隊經常遭到攻擊。
根據這項新研究，盡管新興的輕型和柔性薄膜太陽能技術可能比傳統的硅制造成本更高，但它們更輕的重量和更強的韌性將會改善現狀，特別對海軍來說，可以拯救生命。
應用邊界的拓展
重量輕、更靈活的新型薄膜光伏技術，以其獨特的優勢可以更快地滲透到其他太陽能市場。
據科學家們預測，太陽能在建筑物中將會有更多的用途，其中輕質太陽能材料可以應用在窗戶、蓋板和其他建筑結構上。而且隨著需求的不斷增長，其成本也會相應降低。
此外，在被稱為“CubeSats”的小型太空衛星上越來越多地在使用更輕、更緊湊的太陽能發電。還不止于此，Reese指出，像豐田普銳斯這樣的電動汽車都配備了太陽能供電的選項，以及一個小型風扇，可以把停放著的汽車所積聚的熱量吹散，這樣可以節省電力，從而擴大電動汽車的使用范圍。
這項新研究中還討論了另一個更高效、更小的太陽能裝置——“室內光采集”，或者說通過混合的室內照明來發電。這種裝置可能適用于既有室外照明又有置頂熒光燈管的辦公樓。在那里，小型太陽能設備可以將光轉化為電能，為電子設備或一系列無需靠近電源插座的傳感器供電。
在Resse看來，小型太陽能發電裝置將會隨著無人機和其他無人駕駛飛行器的開發而得到進一步的利用，比如去年在遭受風暴重創的波多黎各使用的氣球Project Loon，可以快速恢復電子郵件和短信等基礎互聯網服務。
由谷歌的母公司Alphabet Inc.開發的這些可操縱氣球被稱為“實驗技術”。不過，在未來，類似的裝置可能會幫助城市從停電狀態中快速恢復過來。
對Reese而言，更便宜、更無處不在的太陽能的不斷發展，可能也會使其應用于以前被認為是不經濟的技術上。比方說，將其應用在飽受干旱困擾的美國西部的海水淡化廠。
“這就如同你擔心大氣中的二氧化碳不斷聚集，但從空氣中收集二氧化碳并將其固化同樣不經濟，”他坦言。“如果能源足夠便宜，那么可能就會有一個更耗能的過程。”■