地球截獲很多太陽能：
173000 兆瓦 （10 的 12 次方瓦）
比地球全人類的用電量多一萬倍
所以是否可能有一天
全世界會完全依賴太陽能呢？
要回答這問題
我們需要先來研究太陽能板 如何將太陽能轉為電能
太陽能板是由許多 所謂「太陽能電池」小單位所組成
最常用的太陽能電池是用「矽」所做成
它是一種半導體， 是地球第二豐富的元素
太陽能電池裡面
結晶矽被夾在兩個導電層中間
每個矽原子以四個強鍵 與周圍原子連接
固定住電子，因而沒有電流流動
關鍵就在這裡：
矽基太陽能電池採用兩層不同的矽
n 型矽層有多餘的電子
p 型矽層有多餘的空位 可接納電子，稱為「電洞」
在不同兩層矽的會合處
電子可流過「p/n 接面」
導致一邊形成正電荷
而另一邊則形成負電荷
你可把光想成是極細粒子的流動
稱為「光子」
從太陽發射出來
當其中一個具有足夠能量的光子 撞擊到太陽能電池
它可從結合鍵中撞出一個電子， 而留下一個電洞
帶負電的電子及 帶正電的電洞位置
現在可以四處自由移動了
但由於在 p/n 接面的電場
使得它們只能走單一方向
電子被吸往 n 型區
而電洞則往 p 型區移動
可移動的電子被收集到 電池頂層的一個薄金屬橋廊
由此，再流經一個外電路
做了電的功
如：提供燈泡電力
再經電池底層的導電鋁片， 回到 p 型區
每個矽基電池只能製造 1/2 伏特
但你可將它們串成模組（太陽能板） 得到更多電力
12 個光伏電池（太陽能電池） 就可讓一支手機充電
而需要許多太陽能板 才足夠供電給一整棟房屋
電子是太陽能電池 唯一可活動的部份
它們都會回到原來的出發點
不會被耗損掉或被用完
因此太陽能電池可持續使用數十年
那麼是什麼原因使我們不能 完全依賴太陽能發電呢？
有許多是政治因素影響
更別提商業界遊說大眾維持現狀
不過現在，讓我們專注在 物理及邏輯的挑戰
這其中最明顯的
就是太陽能並非平均地遍佈全球
有些地區比其他地區陽光充足
但它也常反覆多變
陰天或晚上時，可用的太陽能就較少
所以要完全依賴太陽能
需要有效的方法 將電從陽光充足區送到多雲區
以及電力有效的儲存
電池本身的效率也是一項挑戰
如果陽光是被反射出去 而不是被吸收進來
或被撞出的電子在流入電路前 就落回電洞
那麼光能也就流失了
現在最有效率的太陽能電池
也僅能將可用日光的 46% 轉為電
多數商用裝置現在的效率是 15-20%
僅管有這些限制
其實是有可能
以現在太陽能的技術 供電給全球
我們需要經費來建立基本設施
還需要許多空間
估計約要數萬到數十萬平方英里
聽起來好像很多
但光撒哈拉沙漠的面積 就已超過三百萬平方英里了
同時，太陽能電池愈來愈好，也愈價宜
足以和需要高壓輸電網的電力競爭
許多創新 ─例如漂浮式太陽能場─ 能使景象完全改變
先別想這是否可行
事實上超過十億的人
沒有穩定的電力網可使用
尤其是開發中國家
而它們許多是陽光充足的
所以在這些地區
太陽能要比其他可用的方式 便宜和安全許多（例如煤油）
可是，就例如芬蘭或西雅圖
有效的太陽能可能 還是一段遙遠的距離
翻譯：Ann Chen