太阳能的发展
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最初，人类发现使用放大镜可以将太阳光聚焦在目标物体上。据记载，早在公元前600年，人类就已经使用放大镜焚烧蚂蚁、生火等。公元前400年，美国土著人民和古希腊人民就已经将房子建造在白天可以吸收最多太阳光的地方，以便晚上可以继续使用太阳热能。
公元前200年，太阳能开始用于宗教仪式和战争当中。古希腊人和古罗马人利用镜子折射太阳光点燃寺庙的火把。据称，古希腊伟大的物理学家、发明家阿基米德在公元前214-212年锡拉库扎被围困期间，利用青铜盾牌聚焦太阳光并反射在罗马的木船上致使木船着火。
公元2世纪，罗马人发明了特殊的窗户，改变太阳光线照射方向至公共浴室、建筑和公共取暖设施上。纵观古代历史，可以发现多个利用太阳热能的例子。
现代社会，人们投入大量努力以改进收集太阳能的技术。1767年，瑞士发明家贺瑞斯-班尼迪克・索绪尔发明了世界上第一个太阳能集热器――装置三层玻璃吸收太阳热能的隔热箱。隔热箱温度可达230华氏度，足以在他攀登阿尔卑斯山的过程中加热食物。
1816年，牧师罗伯特・斯特林发明了热空气发动机，又称斯特林发动机。该发动机大体上是装置了一个活塞和氦气、氮气或氢气的封闭气缸。气缸一端被聚焦的太阳光加热，另一端被空气或水冷却，通过两端温度冷热差异驱动活塞运动，并因此启动发电机产生电力。该装置后来被用于将太阳能转化为电能。
1839年，太阳能取得了里程碑意义的发展。亚历山大-埃德蒙・贝克勒尔发现了光伏效应，即太阳能电池的工作原理。40年后，威洛比・史密斯发现了硒这一光电材料。还发现硒无需加热或运动部件即可将太阳光转化为电力。
19世纪末和20世纪初期几十年间，出现了数个新的发明和发现。1893年，人类发明了第一个太阳能电池;1887年，发现了紫外线的性能;1891年，第一个太阳能加热器被制造出;1908年，人类发明了铜集电器;1905年，一篇关于光电效应的论文推动了太阳能的利用。
第二次世界大战以后，太阳能开始成为美国科学界研究的主流，受到越来越多人的欢迎。1958年，太阳能开始用于商业目的，并第一次用于卫星和空间站的建造中。
随后的二十年里，关于太阳能的重要讨论主要集中在减少成本和提高太阳能电池的效用上。二十世纪七十年代，Exxon公司设计出一种新型的太阳能电池板，极大地减少了生产成本。
1977年，美国政府成立了太阳能研究所，致力于研究如何利用太阳能。不久，全球多个国家成立了类似的研究机构。
二十世纪八十年代是太阳能发展历史的重大阶段。这10年期间，科学家们开发出了不同的太阳能产品，如1981年开发的第一个太阳能飞机、1982年出现的第一台太阳能汽车等。
随着对太阳能开发领域投资的增加，随后30年里出现了更多的突破，人类发明了更高效的太阳能板和太阳能电池。1999年，美国国家可再生能源实验室开发出一种光伏太阳能电池，可将太阳能电池吸收的32.3%的太阳能转化为电能;该实验室还发明了一种新型的薄膜光伏太阳能电池，打破了光伏太阳能电池的效用记录，提高至18.8%，比原来太阳能电池的效用高出1%。
同年，纽约市地标建筑时代广场35层至48层楼的传统玻璃被替换为薄膜光伏太阳能电池板，以提高能源效用。
21世纪，人们开始在自家房屋、建筑物上和日常活动中使用太阳能。装置于屋顶太阳能系统也开始大众化，可以在五金商店购买到。
过去几年里，对大型太阳能发电厂的大额投资在全球各地开始随处可见。2013年4月，世界上最大的独立光伏电站是位于美国亚利桑那州的阿瓜卡连特太阳能项目，当时发电能力为250兆瓦。该项目已于2014年全部完成，发电能力达到397兆瓦。
利用太阳能存在的问题
从理论上讲，太阳能必将有很广阔的发展前景，特别是在当今气候变化和能源危机的背景下，且太阳能为可免费使用、取之不竭的清洁能源。然而，太阳能分布、吸收和存储方面的技术壁垒限制了太阳能的广泛使用。
资金是开发应用新技术的首要问题。尽管太阳能源可免费使用，但吸收太阳能需要太阳能电池板等价格昂贵的设备。电池板主要为半导体材料，生产半导体材料需要高度清洁的生产环境，其建造和维护也需大量投入。此外，太阳能电池板的维护费用同样高昂，每寸太阳能电池板须无污无损。太阳能电池板一小部分被树叶或薄层灰尘覆盖，其发电效用将明显降低。
此外，可用于建造太阳能发电站同时提高太阳能成本效益的合适选址并不多。太阳能电池板需太阳直射，才能发挥其电力生产功能。因此，多云雨地区并不适合安置太阳能电池板。并且太阳能电站需要大量的安装空间。为减少造价，太阳能电站的安置选地不能太过昂贵，因此通常选址远离需电力供应的城市地区，需布置电缆将电力传输至城市地区。
暂且不考虑环境代价，与火电厂和核电站相比，每千瓦时的太阳能成本较高。
多项研究证明，生产一块太阳能电池板需消耗大量能源。电池板自身需连续工作11年才能弥补生产电池板过程中的能耗。当然，能耗也因电池板型号和生产工艺不同而有所差异。但总体来说，电池板只有连续工作11年之后才能生产“新的电量”或产生“能源利益”。因此，太阳能电池板的环境友好性受到质疑。
太阳能系统的另一缺点在于地球上任何地方的日照时间都不可能达到全年每天24小时。晚上或阴天，太阳能系统吸收的能力为零。所以说电池板接受能量时间并不连贯。因此，太阳能无法成为主流能源资源，也无法成为电力行业所称的基载电力，即电力公司或其子公司应提供给客户的最小电量。太阳能的使用仍将很有限，直到生产出效能更高，且即使多云或夜间也能稳定持续供应电力的能量存储设施为止。
中国的太阳能光伏产业
尽管太阳能造价高且电力供应不连续，阻止其成为可广泛应用的能源，太阳能仍是一种辅助能源，未来可能成为基载电力。随着中国经济的快速发展，对能源的需求也在迅速增长。中国政府也意识到开发可再生能源的重要性和紧迫性。更重要的是，太阳能被认为是全球发展最快的产业之一，目前产值约为3000亿美元。所有这些有利因素推动了太阳能产业在中国的蓬勃发展。
过去几年中，太阳能产业淘汰了部分实力较弱的企业。产业内实力较强的企业也面临了诸多问题。
产能过剩是中国太阳能光伏产业面临的最突出的问题，因太阳能电池的造电能力超出了全球需求。2013年，全球的太阳能造电量为60千兆瓦，其中大部分由中国太阳能光伏企业生产，而太阳能需求量仅为35千兆瓦。供给远远高于需求导致太阳能电池板价格暴跌。
更糟糕的是，中国生产的太阳能电池板因国内需求仍处于较低水平，多数用于出口。中国太阳能电池板的主要市场――欧洲的需求减缓后，中国太阳能电池板生产商需削减价格以促进销售。不利的市场环境导致小型太阳能电池板生产商退出市场或被规模较大公司吞并。若情况得不到改观，光伏产业的长期发展将受到影响。
太阳能电池板价格下跌对于消费者来讲是个好消息，但对于生产商来讲则比较棘手。由于价格下降，微薄的利润让生产商难以投资新的设备或投资进行创新。但如果太阳能真正得以广泛应用，需不断更新和开发效用更高技术，或开发出替代传统硅板的材料。目前，创新成为了太阳能产业的瓶颈。
太阳能发展的另一障碍是传输电缆不足。在一次采访中，国家发改委能源研究所所长李俊峰称，传输电缆的不足成为太阳能电站整体的障碍，导致中国多个太阳能电站无法与全国电网连接，无法销售生产的电量，也因此无法收回投资成本。中国电网过时这一情况也羁绊着太阳能的发展。
尽管中国的太阳能企业在全球太阳能市场中正处于一个艰难的阶段，且多个企业无以为继。但这种情况也促使太阳能市场调整减少供应量。尚存的企业可以开发新技术，并寻求扩大国内市场及非洲、拉丁美洲等新兴市场。
让太阳能用户和投资者获利
尽管媒体多次报道使用化石燃料的危害，但太阳能仍未能对传统化石燃料构成威胁。人们不选择太阳能的主要原因是其成本远远高于其他能源。降低其成本或者甚至使其产生利润将极大鼓舞终端用户放弃化石燃料，转而使用太阳能。此外，近年来大幅降低太阳能电池板价格以增加其在国际市场上的销量也阻碍了生产商对生产电池板新技术的投资。为扭转这一趋势，需开发太阳能电池板出口的新市场。
上网电价
上网电价政策机制用于促进可再生能源的使用。在上网电价机制下，满足条件的太阳能发电个体和单位，如房主、企业主、农民或学校、社会团体等各机构组织，可以因其生成的电量获得收益。各发电个体和单位可以使用自己所产电力，多余的电力可以传输至电网。因其使用自产电力，无疑会节省电费费用。
2013年，上网电价机制已在50多个国家实施，其中包括阿尔及利亚、澳大利亚、奥地利、比利时、巴西、加拿大、中国、南非、肯尼亚、韩国、泰国和英国等。
在英国，上网电价机制适用于生产绿色电力并将剩余电力接入国家电网的个体和单位。2012年5月出台的政策规定，平均为每位家庭成员生产2.5千瓦时太阳能的任一家庭，生产的每千瓦时电可获得21英镑的奖励。除此之外，接入国家电网的每千瓦时电可获得3.2英镑的收益，且收益可以免税。一个普通家庭每年可因此获得约500美元的收入。
肯尼亚在2008年开始实施上网电价机制，不过直到2010年太阳能才纳入该机制。该机制强制规定，能源公司或负责运营国家电网的公共事业单位需以制定好的价格购买可再生能源。因价格极具吸引力，刺激了对太阳能行业增加新的投资，并确保市场正常运作，太阳能投资者获得可观的回报。
向非洲出口太阳能电池板
随着欧洲对光伏电池板需求的减少，生产商需寻求新的市场。而非洲国家便是他们的最佳选择。由于光伏设备价格下降，非洲国家负担得起将太阳能接入电网的资金。更重要的是，非洲大陆急需便宜实惠的能源。目前，5.87亿非洲人民无法使用电。因此非洲对于太阳能电池板生产商来说是一个潜在的巨大市场。
而且，非洲是安装太阳能电池板的上好选址。平均而言，非洲多个国家的年日照天数为325天，赋予非洲开发太阳能源的巨大潜力。甚至无需大规模电网基础设施，即可将太阳能送到非洲任一角落。
尽管现有的太阳能技术可以进行大规模供电，并在美国、印度、中国和德国等取得了成功，但非洲更适合小规模供电。大规模供电需大规模的电网和传输基础设施，而这在非洲的农村地区尚很缺乏。
小规模发电是满足未供电地区对电力需求更为现实的方式。集政府财政援助和小额贷款项目于一力，贫困社区可以负担起太阳能电池板，以利用太阳能满足小规模充电、海水淡化、抽水和水质净化等日常用电需求。
向非洲出口太阳能电池是双赢项目，既有利于生产商也利于非洲的贫困社区。
温室种植业
太阳能电池板可广泛应用于农业产业。传统来讲，农业主要依赖于季节、天气、水源供应、植物病害和虫害的持续性等，但利用太阳能电池的温室可以完全控制这些因素变量。
太阳能温室可以延长植物生长季节，因温室可以存储吸收的太阳能，供寒冷季节使用，且存储的能量也可以在夜间和阴天使用。
未使用的额外能量还可以用于室内供电以减少能耗费用，或接入当地电网，获得额外收益。