热天气会降低太阳能发电效率 抗暖不能靠它

为了对抗全球暖化，太阳能这样的低碳能源一直是最得到各界支持的，许多人期待，由太阳能电池产生的100％的清洁电力，是满足我们不断增长的电力需求的理想解决方案，然而现实情况没有那么美好，逐渐高温的气候，会损害太阳能发电效率，换言之，仰仗太阳能来对抗暖化，恐怕不可靠。

富比士网站(Forbes)报导，麻省理工学院（MIT）的一项新研究揭示，太阳能电池与半导体电子元件有类似的特性：对温度非常敏感。我们知道，电脑需要散热，温度上升会导致电子元件的效率下降，这种缺点在太阳能电池上一样具备。

当太阳光将能量传递给光敏材料中的电子时，就产生电流，但是相应的代价是，在在结构中会产生带正电的「电洞」，它与电子的方向相反，而且会与电子结合产生热，回復到无电状态。因此光感电池如果要有效发电，必须赶在电子与电洞对消之前，将电子流传递出去。而温度越高，电子与电洞重组的速率会越高，这是不好的。

根据 麻州理工学院光电研究实验室的伊恩‧彼得斯(Ian Peters_和多尼欧‧布纳西西(Tonio Buonassisi)的研究，随着地球暖化，太阳能效率会跟着下降，他们计算出「每增加一度温度，太阳能发电量就会减少0.45％。」

然后，他们利用国际气候变化专门委员会（IPCC）预测的温度变化，研究全球碳排量造成的全球升温的情景，2040年全球碳排达到峰值，并在2100年之前，全球平均温度将提高1.8°C。


MIT的科学家发现，全球愈热，太阳能发电效率反而愈低，在规画太阳能为替代能源时，必须考虑进去。(图/MIT)

他们在麻州理工学院技术评论中说：「随着地球陆地上几乎所有地方的气温升高，各地的太阳能功率反而都会减少。 而且部分地区的情况会比其他地区更糟糕，包括美国南部、非洲南部和中亚地区。」

然而，除了天气热，导致太阳能功率下降以外，其他因素也会影响太阳光电池的功率输出，比如云层和大气含水量，也就是湿度。

研究人员指出，他们用来计算功率输出下降的「-0.45％/°C」只是一个有代表性的数字。材料科学的突破，或许可以在改变它。例如，改用较高能隙的材料，例如碲化镉，可以改善升温造成的效率下降问题，然而，这项研究已经提示，我们可能不能期待太阳能电池帮我们降温，它们自己都自身难保。

太阳能发电还有更多坏消息，2016年，在法国北部诺曼第图鲁伏尔小镇 (Tourouvre )，曾经建立了一公里长的「太阳能公路」，希望能够为小镇的路灯带来照明，然而，三年过去了，这项试验已经完全失败。

三年前，一项被称为「瓦特路」(Wattway)的实验在图鲁伏尔小镇举行，目的是希望太阳能电池能更广泛的安装在任何地方，因此选择舖在路上，使公路也能成为发电来源。这条太阳能公路总面积2800平方公尺，建造总价约520万美元，为了承受汽车的压力，它採用耐压耐磨的透明硅树脂做为表面防护层。

然而，受限于灰尘、磨损与其他问题，它从未达到过每小时790千瓦时应产生的效果，最多只有一半的功率。