太阳能·上篇：为什么要发展太阳能？

作者：开萌

我们日常生活所用的大多数来自火电站燃烧煤炭、水电站利用水的重力势能转化的动能。汽车的动力来源是化石能源。能源是现代工业生产，日常生活必不可少的工具。地球上绝大多数的能源来自太阳，太阳光通过植物的光合作用转化成生物生存所需要的能量，经过食物链扩散到所有生命中，生物死后一部分转化被微生物分解回到生态系统中，另一部分有机会沉入地下经过百万年的时间变成煤炭石油等化石能源。太阳能的另一部分会被地球上的水吸收，水分蒸发进入全球大气循环，降落到高山上。由于重力作用水从高山上流淌下来，如果在河流中建立水电站，就能把水流动的动能转变成电能。空气被太阳加热产生温度差，导致空气流动形成风，风力发电机利用这些资源发电。

太阳能电池板是非常常见的发电装置，主要的材料是我们常见的沙子，沙子中含有的硅是理想的半导体材料，通过参杂工艺，就能利用半导体的量子效应将太阳光的能量转化成半导体中电子的运动，控制电子在电路中定向运动，就产生了电能。

太阳能是一种可再生能源，出于多种考虑，很多国家都在大力发展太阳能，扩大太阳能占的发电量。一个原因是石油、煤炭几乎是不可再生的，他们需要千百万年的时间，而我们人类使用上化石能源才几百年，这些资源只会越来越少。此外化石能源燃烧释放的二氧化碳是温室气体，他们会让大气变暖，冰川融化，淹没沿海地区，改变人类的居住环境。太阳能作为所有能源的原始来源，又可再生，所以是理想的化石能源替代品。

太阳向外辐射的能量，到达地球的或许只有兆亿分之一，但这已经足够我们使用了。科学家还在设想，如果将太阳用一个球体完全罩起来，是不是能够更充分地利用太阳的能量呢？这样的装置叫戴森球，想法很好，可惜需要大量的材料，太阳太大了，想要罩住太阳，需要的装置就更大，很可能我们所在的太阳系没有足够的材料来制造这样的装置。

而且，别说罩住太阳了，目前我们在地球上想要利用太阳能，还有很多基础问题没有解决呢。下一篇里我们来对此做些讨论。