【中玻網(wǎng)】在現(xiàn)在和未來，人類能否發(fā)明一種技術(shù)，像植物利用陽光制造能量一樣直接利用太陽能？答案是肯定的。這種技術(shù)就是具備多種優(yōu)勢的太陽能光伏技術(shù)。太陽能的競爭方式是核心技術(shù)競爭，誰掌握了技術(shù)，誰就掌握了能源。從中國相關(guān)部門制定的一系列政策來看，中國有望搶占先機。
　　
　　“葉綠素式革命”
　　
　　人類對光伏的追求可以總結(jié)為一句簡單的話：人類要像葉綠素一樣利用太陽能。
　　
　　自然界一直有一套太陽光捕捉系統(tǒng)，從靠前個綠色生命誕生算起，這套系統(tǒng)已經(jīng)運轉(zhuǎn)了247億年。這就是光合作用。
　　
　　人們對光合作用的研究已經(jīng)持續(xù)了200余年，頗有收獲。1845年，德國科學(xué)家邁爾首先發(fā)現(xiàn)植物有將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的本領(lǐng)。1864年，德國科學(xué)家薩克斯發(fā)現(xiàn)光合作用能夠產(chǎn)生淀粉。1880年，德國科學(xué)家恩吉爾發(fā)現(xiàn)了能夠釋放氧氣的葉綠體。20世紀(jì)初，德國化學(xué)家維爾斯泰特發(fā)現(xiàn)了葉綠素—在綠色植物中含量較豐富，被視為捕光復(fù)合物。這是一個具有典型正20面體對稱結(jié)構(gòu)的空心球體，其中布滿了色素分子，以便吸收光能并進(jìn)行傳遞。
　　
　　奇妙的葉綠素和光合作用激發(fā)人們做延伸思考：在自己的經(jīng)濟活動、工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，人類能不能發(fā)明一種人工制造的葉綠素，進(jìn)而直接利用太陽能呢？
　　
　　雖然人類早在19世紀(jì)就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了太陽光照射到材料上引發(fā)的“光起電力”效果并進(jìn)行研究，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了光生伏效果明顯應(yīng)，又嘗試用金屬–半導(dǎo)體結(jié)來制造太陽能電池，但太陽能電池技術(shù)的時代直到20世紀(jì)50年代才較終到來。這主要得益于人們對半導(dǎo)體物理性質(zhì)的深入了解，而且加工技術(shù)也上了一個新臺階。
　　
　　1954年，靠前個有實際應(yīng)用價值的單晶硅太陽能電池在貝爾實驗室誕生，其創(chuàng)造者是貝爾實驗室的皮爾遜、富勒和蔡平。他們發(fā)現(xiàn)，若在硅中摻入一定的微量雜質(zhì)，經(jīng)過太陽光照射，其中會產(chǎn)生電流，而且從光能到電能的轉(zhuǎn)化率達(dá)到10%左右。
　　
　　因為它能實現(xiàn)利用光電材料吸收光能后發(fā)生光電轉(zhuǎn)化，人類獲取太陽能的方式也因科技的發(fā)展而逐漸走向真實的“葉綠素式”的獲取。
　　
　　進(jìn)入21世紀(jì)，科研人員對葉綠素的研究又有了新打破：為了應(yīng)對弱光環(huán)境，有些植物還衍生出了吸收長波光線的色素。2010年，研究人員在西澳大利亞鯊魚灣的一個藻青菌菌落中偶然提取到這種葉綠素，將其命名為葉綠素f。它能夠吸收紅光和紅外線，波長范圍為0.7~0.8微米（紅外線的波長是0.77~1000微米）。
　　
　　科學(xué)家們開始嘗試?yán)霉夂献饔迷硌兄齐姵�。比如，將植物里的葉綠素提取出來，放到人工制備的膜里，從以葉綠素為主的捕光系統(tǒng)到光反應(yīng)中心，再加上10種輔助因子（如錳、鐵、鎂等）的共同作用，光合作用這個復(fù)雜且精巧的系統(tǒng)先把光轉(zhuǎn)化成電，再轉(zhuǎn)化為固定狀態(tài)的化學(xué)能。
　　
　　如今，模擬光合作用原理的電池已經(jīng)制造出來了，這就是染料敏化電池。染料敏化電池是用敏化劑類人工合成染料代替了植物中的葉綠素。2011年11月19日，國內(nèi)較早的新型染料敏化太陽能電池項目在青島高新區(qū)膠州灣北部園區(qū)投產(chǎn)。
　　
　　光合作用是世界上較偉大的化學(xué)反應(yīng)之一，通過太陽能電池實現(xiàn)的光伏發(fā)電也是偉大的研究成果，它從根本上改變了人類利用能源的方式。
　　
　　太陽能發(fā)電是對太陽能的直接利用，從根本上改變了人類利用能源的方式。終有一天，人類將能夠像綠色植物一樣，直接利用取之不盡、用之不竭的太陽能�，F(xiàn)在，薄膜的光電轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達(dá)到15%~20%，其產(chǎn)生的能量沒有任何污染，而且?guī)缀跏橇闩欧�，這是人類能源利用的方式！
　　
　　因而，光伏發(fā)電可稱為“葉綠素式”的光伏革命，它將是世界上較偉大的能源革命之一。通過葉綠素式的能源革命，人類將回歸較初的能源形態(tài)。