以色列人设想，如果挖一条水渠，把比死海水位高400米，含盐浓度只有35％的地中海海水引入死海，就可以把死海变成一个巨大的太阳池，那么这个天然太阳池的发电能力可高达150万千瓦，他们根据这个设想制定了“地中海——死海发电计划”。可以想像，如果这个计划得以实现，那将是一个多么辉煌的创举。
为了开发利用太阳能，许多科学家潜心研究，寻觅探索着各种途径，太阳池自然引起了世界的重视。
美国已修建了10个太阳池，用以进行研究试验，并用于取暖和供应热水。日本也以太阳池为水产养殖和温室栽培提供热能。澳大利亚建成了3000平方米的太阳池，为周围地区供电、供暖。太阳池，作为人类开发利用太阳能的新途径，必将会在不远的将来，展现出它更加多姿多彩的风貌。
飞速发展的太阳能电池技术
在电池这个家族中，有着人们熟悉的干电池、蓄电池、汞锌电池、镍电池等众多的成员。值得注意的是，近年来，这个“家族”又增添了一位后来居上的年轻伙伴——太阳能电池。
太阳能电池又称充电池或光伏电池，它是以半导体为材料，应用光——电转换原理制成的。半导体是一种介于导体和绝缘体之间的特殊物质，两种不同类型的半导体结合在一起，结合面就形成一个“结”，太阳能电池的奥妙就在这个“结”上。
和任何物质的原子一样，半导体的原子也是由带正电的原子核和带负电的电子组成。如半导体硅原子的外层就有4个电子，按固定轨道围绕原子核转动。
当受到外来能量的作用时，这些电子就会脱离轨道而成为自由电子，并在原来的位置上留下一个“空穴”，在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体中掺入能够俘获电子的硼、镓等元素，它就成了空穴型半导体，通常用符号P表示；如果掺入能够释放电子的磷、砷等元素，它就成了电子型半导体，以符号N代表。若把这两种半导体结合，交界面便形成一个P——N结。P——N结就像一堵墙，阻碍着电子和空穴的移动。当受到阳光照射时，电子接受光能驱向N型区，使N型区带负电，同时空穴驱于P型区，使P型区带正电。这样，在P——N结两旁便产生了电动势，也就是通常所说的电压。科学家把这种现象叫作“光生伏打现象”。如果用导线连接P——N结两端，便会产生电流。
1953年，美国贝尔电话公司就是应用这个原理，制成了世界上第一个硅太阳能电池。尽管当时这种电池的光电转换效率很低，单个太阳能电池不能直接作为电源使用，需要多个太阳能电池一起作用才能获得需要的电能。但光电池的出现，好比一道曙光，使人们的眼睛为之一亮，尤其是航天领域的科学家，对它更是注目。
卫星和宇宙飞船上的电子仪器和设备，需要足够的持续不断的电能，而且要求重量轻，寿命长，使用方便，能承受各种冲击、振动的影响。太阳能电池能完全满足这些要求，是航天事业的理想能源，而令其他所有电池相形见绌。
1958年，美国的“先锋一号”人造卫星就是用了太阳能电池作为电源，成为世界上第一个用太阳能供电的卫星。太阳能电池一下子使卫星电源可以安全工作达20年之久，从而取代了只能连续工作几天的化学电池。现在，各式各样的卫星和空间飞行器上都装上了布满太阳能电池的“铁翅膀”，使它们能够在太空中长久邀游。我国1958年开始进行太阳能电池的研制工作，并于1971年将研制的太阳能电池用在了发射的第二颗卫星上，随后，又向高效能的砷化镓太阳能电池迈进。1991年，我国砷化镓太阳能电池试验成功，并在“风云一号”气象卫星上正常使用，使我国成为继美、日、俄后的第四个拥有砷化镓太阳能电池太空试验数据的国家。
太阳能电池不仅是太空骄子，也被人们生产、生活的许多领域视为至宝。
从1974年，世界上第一架太阳能电池飞机在美国首次试飞成功以来，无污染，噪音小，节能耐用的太阳能飞机便飞速地发展起来，从飞行几分钟，航程几公里到飞越英吉利海峡，航程2000多公里，只用了六七年时间。现在，最先进的太阳能飞机，飞行高度可达2万多米，航程超过4000公里。
在建造太阳能电池发电站上，许多国家也取得了较大进展。1985年，美国阿尔康公司研制的太阳能电池发电站，用108个太阳板，256个光电池模块，年发电能力300万度。德国1990年建造的小型太阳能电站，光电转换率可达30％多，适于为家庭和团体供电。1992年美国加州公用局又开始研制一种“革命性的太阳能发电装置”，预计可供加州1／3的用电量。用太阳能电池发电确实是一种诱人的方式，据专家测算，如果能把撒哈拉沙漠太阳辐射能的1％收集起来，足够全世界的所有能源消耗。
生活中，太阳能电池电话已在一些国家得到了应用。约旦的一些公路两旁，常见到“顶着”太阳能电池板的电线杆，司机随时可以使用这种太阳能电池电话。芬兰制成了一种用太阳能电池供电的彩色电视机，太阳能电池板就装在住家的房顶上，还配有蓄电池，保证电视机的连续供电，既节省了电能又安全可靠。日本则侧重把太阳能电池应用于汽车的自动换气装置、空调设备等民用工业。我国的一些电视差转台也已用太阳能电池为电源，投资省，使用方便，很受欢迎。
当前，太阳能电池的开发应用已逐步走向商业化、产业化；小功率小面积的太阳能电池在一些国家已大批量生产，并得到广泛应用；光电转换技术日益成熟，转换率逐步提高；可以预见，太阳能电池——这个电池家族的后起之秀，很有可能作为替代化石燃料的重要能源，在人们的生产、生活中占有越来越重要的位置。
跨世纪的太空电站
1968年，美国科学家彼得·格拉泽博士提出一个大胆而天才的设想，既然人造卫星能利用太阳光照射获取电能，那么是否可以利用卫星建立起太空电站，而向地面输送电能呢？
这个设想无疑具有相当大的诱惑力。因为，在宇宙空间利用太阳能，要比在地球表面利用太阳能条件优越得多。首先，由于地球的自转，地球表面总有背朝太阳的一面，一天中将近一半时间无法充分利用太阳能，而宇宙空间基本没有白天黑夜之分，即使有阴影，也是很短一段时间。其次，太阳光穿过大气层到达地球表面时，辐射强度已经大大减弱，到达地面的阳光，又有相当一部分被反射回去。据专家推测，在宇宙空间接收的太阳能要比在地球上至少多4倍以上。在太空建电站，不用考虑位置问题，不像在地球上会受到纬度、地理环境、云层等的影响，这也是太空电站的优势之一。况且，太空电站无需蓄能设备，可以源源不断地向地球输送电能，如果在太空中建起足够数量的太阳能电站，地球将会成为一个让煤和石油走进燃料博物馆的无烟世界，这是多么诱人的前景啊！
当然，设想要变成现实，需要经过艰苦的努力。
但设想并不等于幻想，人类已经把太阳能电池送上了太空，已经掌握了一定的空间技术，建造太空电站并非天方夜谭。
目前，已经有几个国家提出了设计方案。方案之一就是在地球同步轨道上建立大型卫星发电站。在这个轨道上，卫星绕地球飞行一圈的时间正好与地球自转一周的时间相同，所以可以用它把收集到的太阳能转换成电能，再通过微波发生器24小时不停地传给地面接收站。
由于现在太阳能电池的光电转换效率不高，一般不超过20％，所以建立大型太空电站的材料数量是相当可观的。据计算，建一座发电能力8000万千瓦的空间电站，要装配几百亿个电池片，64平方公里面积的太阳能电池板，2平方公里的输送天线，整个电站的重量数以万吨！把这样一个庞然大物发射上去并建造起来真是谈何容易！专家们的方案是采取化整为零的办法，用航天飞机往返于地球和太空，把零部件一个个运送到3万多公里高的卫星轨道进行组装，这绝对是一个史无前例的巨大工程！
太阳能电池的效率虽然目前还不太高，但它的问世毕竟给人们带来了希望。本世纪70年代，美国发射的空间实验室，就已带有近15万个小型太阳能电池，可发电115千瓦。近年来，科学家们不断地研究提高太阳能电池光电转换率的办法，预计到21世纪初，太阳能电池的光电转换率可普遍提高到30％以上，重量可以减少为原来的1／3。跨世纪的太空电站已经成为一些国家开发宇宙的蓝图。
美国计划在下一个世纪初，建造60个太阳能发电卫星，每颗卫星发电能力为500万千瓦，并准备在本世纪末开始建造世界上首座太空太阳能发电站。
日本在1990年试制成了世界上第一个微波送电装置，并着手设计发射动力装置，准备先在太空安装一个发电能力为500万千瓦，面积为10平方公里左右的太阳能电池板，用微波送电装置将电能输回地面接收站。如果试验成功，计划在50年内建立起宇宙太阳能电站。
美国还把目光投向了月球，准备在月球上就地取材，制造电站设备，建立起规模宏大的月球太阳能发电站。
随着“哥伦比亚”号航天飞机进入太空，人类的航天时代已经到来。航天技术的飞速发展，给人类铺设了一座通向宇宙的“金桥”。可以相信，实现彼得·格拉泽天才设想的日子不会太遥远了。
绚丽多姿的太阳能热电站
人的创造力是无限的，当人们开始意识到能源危机给人类造成的威胁时，开发利用新能源的科技之花，便在人们辛勤的培植、耕耘中发芽、生长，展现出了一片片迷人的色彩。
1980年末，在意大利美丽的西西里岛，一座高50米的大型建筑格外引人注目。远远望去，只见银光闪闪，2万多平方米的面积上，构成一片光的海洋。
这是世界首座并网运行的塔式太阳能热电站，是法国、原联邦德国和意大利等欧洲9国联合建造的。
它用了70个面积为50平方米的聚光镜和112个面积为23平方米的聚光镜组成了一个庞大的“镜阵”。每个聚光镜由两台电动机带动，可绕垂直轴旋转，并通过计算机控制，使镜面跟踪太阳转动。聚光镜呈抛物面状，利用抛物面的聚光原理，把照射到镜面上的阳光聚集成光束，射到50米高的塔顶。塔顶上安装着专用锅炉，锅炉靠聚光镜反射的光束使炉内的水蒸汽温度可高达500℃，再用这种高温蒸汽驱动汽轮发电机组发电。太阳能热电站就是这样把分散的太阳辐射汇集成集中的热能，通过热交换器和发电机，把热能转换成机械能，再变成电能。
太阳能热电站的动力来源不是煤或燃油，而是太阳辐射能。它没有污染，不用运输，燃料是太阳慷慨赐予的“无本之财”。那个庞大的“镜阵”，被人们称之为镀银的聚宝盆。这座电站额定功率为1000千瓦，而且有着独具匠心的储能装置，白天、晚上、阴天、雨夜，发电机都能日夜不停地运行，保证源源不断地连续发电。
西西里岛上的聚宝盆，引起了世界各国的关注，也引发了一场太阳能热电站的激烈竞赛。
1982年，美国在加利福尼亚州兴建了一座大型塔式太阳能热电站。这座电站的聚宝盆采用了1818个聚光镜，占地面积7万多平方米，塔高80米，发电能力10000千瓦，规模和功率都远远超过了西西里热电站。1989年，前苏联建成了当时规模最大的30万千瓦太阳能发电站。1991年，美国麦迪森公司宣布他们将在莫哈韦沙漠地带，建造一座世界上设备最先进的100万千瓦的太阳能发电站……70年代，世界第一次大的石油危机后，日本就拟定了“阳光计划”，着手大规模开发太阳能，70年代末，日本还只是进行千瓦级的实验型太阳能发电机组的兴建，80年代初，就已开始进入万千瓦级的太阳能热电站的试验。1990年，日本雄心勃勃地向国际社会推出了SEPO计划，把着眼点放到了解决全球能源而不是一国能源的高度上。
日本认为，只有大面积采集和利用太阳能，才能解决全球的能源危机，而大面积采集太阳能的最佳地点，是沙漠地区和海洋水面。于是，SEPO计划把位于赤道附近以瑙鲁为中心的太平洋洋面作为理想水域，准备在这片阳光充足、潮流稳定的水域上建起巨型浮体太阳能热电站群。这个巨大的建筑群的结构由两大部分组成，一部分是浮体平台，一部分是以电站为主体设施的上层建筑，由国际社会共同集资，通力合作，建成后通过海底电缆、卫星传送、蓄电水运等方式，向加入网络的太平洋沿岸国家送电。目前，这个庞大的计划已进入实验阶段，如果这一计划得以实现，人类在太阳能的开发利用上将树立起一座新的里程碑。
我国在太阳能利用上也取得了可喜的进展，而且蕴含着巨大的潜力。我国960万平方公里的领土上，每年可以获得1亿亿千瓦时的太阳能，相当于完全燃烧12万亿吨煤的能量。30多年来，我国的太阳能开发利用技术日臻成熟。从太阳灶、太阳能热水器、太阳能干燥器到太阳能电站、人造卫星太阳能电池，正在逐步赶上先进国家太阳能利用的技术水平。1991年，我国在西藏建成了世界瞩目的10万千瓦级的太阳能热电站。随着现代化建设的进展，我国还将在太阳能利用上迈出新的步伐。
太阳能热电站的不足之处在于占地面积大，发电能力受天气变化和日照强度的影响，因此，人们又有了一个更加宏伟的设想——把太阳能热电站搬到宇宙空间去。或许到下一个世纪，太空电站将不再是梦想。
方兴未艾的事业
太阳能是人类最基本的能源。
壮丽的太阳已经存在几十亿甚至上百亿年，估计今后还将继续“生存”这么久。太阳能的使用期限，几乎跟太阳存在的时间一样长。这就告诉我们，太阳能可以被看成是一种取之不尽、用之不竭的能源。
资源丰富是太阳能的又一个特点。有人估计，到2000年，全世界一次能源的消费量大约相当于每年14万亿升石油，假定太阳能发电系统的转换效率是10％，那么太阳能电池的铺设面积只要达到65万平方公里，就能够满足全世界对能源的需求。这个65万平方公里的面积相当于什么呢？它仅仅是地球沙漠总面积的4％。
太阳能不仅数量巨大，万世不竭，而且免费供应，比任何能源都干净，难怪在当前能源资源日趋短缺、全球环境严重恶化的情况下，太阳能的开发利用受到了世界上许多国家的重视。一些能源政策分析家相信，太阳能至少可以提供全世界1／3的用电量。
