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馬里蘭州國家港口——矽將陽光轉化為電能——地球在一個白晝小時內接收到的陽光足以供應全人類一年的能源需求。但是，儘管矽這種材料像沙子一樣常見，但用矽或任何其他半導體材料製成的光伏面板並不便宜，特別是與燃燒煤炭或天然氣產生的電力的成本相比。美國能源部（DoE）旨在透過一項名為“太陽能計劃”的新計劃來降低太陽能發電的成本，該計劃是對肯尼迪總統1961年“登月計劃”的致敬。
能源部高階研究計劃署（ARPA-e）署長阿倫·馬朱姆達爾指出：“如果太陽能發電的價格能降到[每瓦1美元]，並且在沒有補貼的情況下擴大規模，那麼，我認為這對氣候來說是非常好的。” ARPA-e是能源部的高風險研究機構。“透過太陽能計劃，目標是在未來六年內將太陽能的成本降低到[每瓦1美元]。”
目前，熔化矽或沉積薄薄的銅銦鎵硒層，然後製造光伏元件並將其安裝在屋頂或沙漠中的大型陣列中，成本可能高達每瓦10美元。雖然有些技術可以以每瓦大約1美元的價格提供元件，但安裝成本至少會翻一番。
總部位於俄亥俄州哥倫布市的全球最大的薄膜光伏製造商First Solar總裁布魯斯·索恩在3月1日舉行的ARPA-e第二次年度峰會上表示：“我們正在為大眾製造太陽能……以達到一個可行的成本點。”該公司聲稱其可以以低於每瓦1美元的價格生產其元件。“我們希望製造出一種可以長期與化石燃料正面競爭的產品。”
作為新的太陽能計劃的一部分，能源部承諾撥款約2700萬美元，用於資助生產太陽能電池及其元件的新方法，例如1366科技公司直接生長純矽晶片，而不是從長長的材料錠中切割它們，或者Solexant公司努力用既無毒又不稀有的半導體材料製造薄膜太陽能電池。目標是以大約每瓦50美分的價格生產太陽能元件，而相關的硬體和安裝成本也相同。為了達到這一目標，光伏電池必須將照射在其上的至少20%的陽光轉化為電力，並在2017年之前成本僅為每瓦25美分。馬朱姆達爾在峰會上發表講話時表示：“美國的未來取決於三個安全：國家安全、經濟安全和環境安全。所有這些的基礎是能源技術的創新。” “未來仍然掌握在人們手中。我們如何贏得未來？發明價格合理的清潔技術。在本地製造，在全球銷售。”
當然，利用太陽能並不侷限於光伏面板。能源部的努力還將包括努力建立太陽能熱電廠，該電廠可以在2020年之前將太陽的熱量儲存12到17個小時，同時嘗試解決圍繞太陽能系統的許可、檢查和連線到電網的一些問題。加利福尼亞州前州長阿諾德·施瓦辛格在峰會主題演講中說：“我們想要變革，我們想要創新，我們想要推翻舊的能源秩序。” “我們想要一個新的能源時代和一個新的美國競爭力時代。”
在夏威夷等仍然依賴進口石油來滿足其大部分電力需求的地區，太陽能發電的成本已經與燃燒化石燃料發電的成本大致相同。太陽能是發電領域增長最快的部門。2010年，美國的太陽能產量增加了近1吉瓦（10億瓦），但這大約相當於一個核電站的發電量。但是，即使在這種採用速度下——在聯邦和州政府慷慨解囊的推動下——太陽能仍然僅佔美國所有發電量的不到1%。根據能源部能源資訊署（EIA）的預測，到2035年，太陽能將在所有能源資源中增長最快（增長七倍），所有可再生能源（包括太陽能）加起來也只能提供美國14%的電力。
能源資訊署在如此長期的預測中常常出錯，但與天然氣競爭——由於在美國東部馬塞勒斯頁岩地層透過水力壓裂開採的大量資源而變得便宜——即使有太陽能計劃，也可能很困難。能源資訊署署長理查德·紐厄爾在ARPA-e會議上指出：“天然氣的資本成本低，燃料成本高，但總體成本最低。” “其他電力來源的成本明顯更高。”
然而，即使價格較高，太陽能也可以帶來好處，這就是為什麼杜克能源公司投資5000萬美元在雜貨店和一些其他大型客戶的屋頂上安裝太陽能陣列。“分散式太陽能可以被視為一種分散式資源，一種多價值資源，”杜克首席技術官大衛·莫勒告訴ARPA-e的與會者。“對它進行恰當的比較不是大型電力系統的成本，而是擁有嵌入式資源的成本和收益。”
而且，柔性太陽能電池薄片已經在為部署在阿富汗的美國海軍陸戰隊部隊的電信和其他電子裝置供電方面找到了新的應用。在肯亞等沒有電網為手機或為夜間照明燈供電的電池充電的地方，小型太陽能也在蓬勃發展。“我們將需要我們能夠掌握的每一種能源，”美國智慧電網開發專案Galvin電力倡議執行主任庫爾特·耶格爾說。“世界上有20億人無法獲得電力。安全意味著給他們能源。”
當然，自本世紀初以來，能源部已經在太陽能研究方面投資了約10億美元，資助了開發“黑色”矽或使用量子點的電池的努力。能源部長史蒂文·朱在ARPA-e峰會上表示：“如果可再生能源在成本上與化石燃料具有競爭力，那麼世界將會非常非常不同。”
然而，儘管在20世紀50年代發明了這項技術，並獲得了30多年的政府支援，但美國在全球光伏元件市場上的份額已從1995年的40%以上下降到2011年的僅6%。僅中國的江蘇省——世界最大的光伏面板製造商尚德電力的所在地——自2009年以來，每年在太陽能技術方面的投資已超過1.52億美元。
朱說：“僅僅因為我們失去了領先地位並不意味著我們不能重新奪回它。” “我們仍然有機會在清潔能源領域引領世界……但時間不多了。”