巴西人開玩笑說他們的國家是未來的國家，而且永遠都是。同樣，太陽能一直是未來終極的綠色技術。但也許太陽終於要升起了。光伏市場雖然規模不大，但一直在快速增長：2004年增長了60%以上。現在，在您的屋頂上安裝太陽能電池的成本僅為每千瓦時20美分，按系統預計壽命計算，這已經接近大多數家庭支付的電費水平。
20世紀90年代出現的一項特別有前景的技術是用摻有奈米級晶體的塑膠製造太陽能電池。然而，即使是這些複合器件也僅限於吸收可見光。今年，多倫多大學Edward H. Sargent領導的一個小組成功地使它們也能吸收紅外光。一種尺寸為幾奈米的硫化鉛顆粒混合物可以吸收長達兩微米的波長。因此，廉價的塑膠電池能夠捕獲更寬的光譜範圍，其效能可以與昂貴的矽電池相媲美。
其他前衛的光伏器件由塗有染料並浸泡在電解質中的奈米顆粒組成，這種方法是洛桑瑞士聯邦理工學院的Michael Grätzel十年前開創的。染料負責吸收光子併產生電子電流。由於電子的來源（染料）與電子流入（電解質）和流出（奈米顆粒）的基質分離，因此電子不太可能被原子過早捕獲，而原子過早捕獲會損害傳統電池中的電流流動。因此，染料電池在弱光條件下工作得更好。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您將有助於確保未來能夠繼續釋出關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的報道。
橫濱桐蔭橫濱大學的Tsutomu Miyasaka和Takurou N. Murakami擴充套件了這項技術，創造了世界上首個光電容器：一種既能發電又能儲存電力的太陽能電池。除了染料塗層顆粒外，研究人員還鋪設了活性炭層，活性炭可以捕獲電子並將其保持住，直到開關完成電路。在500瓦燈泡下，他們最新的設計需要幾分鐘才能充電至0.8伏。它的電容約為每平方釐米0.5法拉，這將使典型的太陽能電池板具有與所謂的超級電容器相同的儲能容量，超級電容器的開發目的是取代或補充混合動力汽車和不間斷電源中的電池。2004年，Miyasaka創立了一家名為Peccell Technologies的公司，以將這項技術和其他創新商業化。
另一種儲存能量的方式是以氫氣的形式。在20世紀60年代後期，日本研究人員Akira Fujishima和Kenichi Honda發現，太陽能電池可以像人造樹葉一樣，將水分解成其組成元素。問題在於，所涉及的材料（如二氧化鈦）主要吸收紫外光。由於僅限於如此窄的光譜帶，該過程效率極低。調整其化學性質使電池能夠吸收可見光，但也使其容易腐蝕。
Grätzel最近開發出一種解決這種令人不快的權衡的方法：將兩個太陽能電池組合在一起。第一個包含三氧化鎢或氧化鐵，它們可以吸收紫外線。第二個是他的染料敏化電池之一，它可以吸收剩餘的可見光譜，並提供更多的電子來輔助光解作用。
一年前，英國公司Hydrogen Solar試圖將這項工作商業化，並宣佈水分解效率提高了近10倍。該公司估計，以這種方式生產的氫氣成本仍然是天然氣制氫成本的兩倍左右，但如果溫室氣體排放受到限制，則可能具有競爭力。您無需去加油站為燃料電池汽車加油；您房屋屋頂上的太陽能電池板就可以成為您的私人加油站。