掌握太阳的能量——光伏

　　太阳，地球万物生存的能量之“源”。人类文明的发展，伴随对太阳的探索；太阳是早期人类文明诞生、文字发展的重要图腾符号；“地心说”和“日心说”的争论，引发了人类思想革命；地球围绕太阳公转推动人类对太阳系和宇宙奥秘的深入研究。如今，人类已经不满足于探索太阳本身的性质，而是如何去直接利用太阳的能量，光伏就是这种实际利用的最好体现。

　　光伏，全称光伏发电系统，是指利用光伏电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。光伏是一种清洁、安全和可再生的能源，光伏发电过程不污染环境，不破坏生态。海因里希·赫兹于1887年首次发现光电效应，阿尔伯特·爱因斯坦在1905年解释了这一现象。1954年，贝尔实验室的3位研究人员研制出首个实用的“太阳能电池”。该电池可将6％的入射太阳能转换为电能。随着研发不断取得进展，光伏装置的转换效率也随之提高。

　　光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。硅原子有4个电子，如果在纯硅中掺入有5个电子的原子如磷原子，就成为带负电的N型半导体；若在纯硅中掺入有3个电子的原子如硼原子，形成带正电的P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结后，光子的能量被电子吸收，导致电子从价带跃迁到导带，形成电子—空穴对，空穴由N极区往P极区移动，电子由P极区向N极区移动，形成电流。

　　除了传统思维中的太阳能电厂和分布式屋顶光伏，光伏还可以应用于多种多样的场景，比如建筑、农业、渔业、公共设施、景观建设等。这些复合和跨界模式，一方面使得光伏建设项目在清洁发电的同时能够兼顾经济发展和生态保护，另一方面，这种对空间高效集约利用的模式有助于新能源开发项目获得建设所需的土地资源。

　　1998年，我国政府开始关注太阳能发电。2001年，江苏无锡尚德建立10兆瓦的太阳电池生产线获得成功，并于2002年9月正式投产，产能相当于此前4年全国太阳电池产量的总和，一举将我国与国际光伏产业的差距缩短了15年。此后一段时间，我国光伏产业快速发展，形成了比较完整的产业链。特别是在我国政府一系列关于发展新能源政策的支持下，这一产业实现了从快速起步、产业升级，到全球绝对领先地位的转变，我国的光伏产业终于站在了世界前列。

　　几千年来，人类对太阳这一散发着“永恒”（太阳寿命大约100亿年）光芒星球的态度，从神圣膜拜转向祛魅，到如今的化为己用，是无数科学家用严谨的态度和对科学的奉献精神探索未知领域的结果，而人类对于能源孜孜不倦的探索、对技术发展的不断突破，正是人类攀登科学高峰勇气的最好体现。