著名的環境學教授瓦茨拉夫·斯米爾（Vaclav Smil）在其著作《能源神話與現實》中，認為太陽能和風力發電能夠成為主力電力設施是那些狂熱分子鼓吹出來的、永遠不可能實現的神話故事。他這樣說的主要依據是2000年到2009年光伏系統的成本價僅僅下降了不到10%，離實現平價上網遙遙無期。

然而，他沒有料到的是，光伏行業的技術發展從2010年開始就一路狂奔，成本以肉眼可見的速度迅速下降，通威股份集團董事局主席劉漢元在其著作《重構大格局》中提到，過去十年，光伏發電系統的成本下降了90%以上，2020年平均上網電價已降至0.35元/千瓦時，預計“十四五”期間還將降低到0.25元/千瓦時以下，屆時光伏發電成本將低于絕大部分煤電。

而現實比劉漢元的預測還要激進，在2021年6月國家電投集團在四川甘孜州中標項的的一個光伏項目的上網電價已經低至0.1476元/千瓦時，不到當地脫硫電價的一半。同年4月，位于沙特的某項目最終上網電價更是低到難以置信的0.068元/千瓦時，幾乎等于白給。這是連科幻小說都不敢寫的逆轉劇情，但卻真真真切切地實現了，光伏的能源神話已然變成了現實。

為什么光伏發電的成本能夠夠以難以置信的速度下降，這與光伏發電自身的特點有關。通威集團主席劉漢元曾在某次采訪中提到：“太陽能是我們目前可使用的能源中一次性轉化效率最高，并且使用最簡單、最可靠、最經濟的新興能源，具備十分獨特的優勢，是未來新能源發展的必然選擇。”光伏發電是所有發電技術中唯一不需要通過機械能轉化就可以發電的技術，這就代表了它的能源轉化效率更高，成本下降空間更大。

太陽能發電的發展空間有多大？根據Carbon Tracker的報告《天空的極限》顯示，太陽通過輻射照射到地球的總功率約為173,000TW，而人類從技術上可通過光伏發電實現每年最高5500PWh的發電量，超過當前全球總能源需求的80倍，看起來非常樂觀，即使我們只開發其中的2%，也能完全滿足當前的能源需求。

光伏發電的原理是利用半導體的光生伏特效應，即只需要將太陽光照到薄薄的半導體上就能形成電流，我們將一張張半導體做成的電池片組裝成電池組件，就能讓電流規模化持續地流動，形成光伏電站。我國內最大的光伏電站規劃裝機容量已經超過了1GW。

光伏發電主要包括純晶硅發電和薄膜發電兩種技術，純晶硅發電是由高純晶硅切成非常薄的薄片，通過刻蝕成電路后再經過相互連接組成電池組件，這些組件再進一步排列形成更大的光伏陣列，以產生較大的電量。

純晶硅發電又分為單晶硅和多晶硅兩種，單晶硅發電效率高，對溫度的耐受高，弱光性略好于多晶硅，但制造成本高；多晶硅發電效率低，對溫度耐受低，但勝在成本低。目前規模化生產的單晶硅電池太陽能轉化率已達到23%，多晶硅19.4%，隨著單晶硅生產成本的下降，多晶硅正逐漸被市場淘汰。因為高純晶硅非常薄而脆弱，所以必須安裝在堅硬的框架上。

目前為止還有很多人仍然認為光伏材料的生產是高污染高排放行業，光伏發電是“偽新能源”。誠然，在十多年前，因為相關技術不成熟，光伏系統特別是上游多晶硅生產過程中消耗了大量能源，能量回收期長達十年，還會排放四氯化硅等高污染廢水。

而如今的多晶硅生產早已實現零廢棄物排放，所有資源實現循環再利用；能耗也下降到不到以前的十分之一。以一個350W光伏組件為例，其全生命周期生產過程中大約耗電150kwh，而該組件投用后不到4個月就能回收所消耗的電能，剩下的25-30年都是凈輸出的電能，可以說是名副其實的清潔能源。

薄膜發電的材料則屬于一種柔性材料，它不存在剛性的晶體結構，所以可以將半導體材料的微小晶粒沉積在任何基材上。薄膜光伏電池可以根據需要制造得有柔韌度。未來，噴涂光伏薄膜甚至可以應用到布料上，讓我們的衣服在陽光下產生電能。相對于晶硅發電，薄膜發電技術的轉化率普遍較低，而且成本偏高，但優勢是可以制造成任何的形狀，未來有望在光伏建筑一體化（BIPV）上廣泛應用。

薄膜發電技術的發電材料比較廣泛，目前主要的薄膜太陽能電池材料研究方向包括非晶硅、碲化鎘、銅銦硒，銅銦鎵硒、砷化鎵、和銅鋅錫硫和鈣鈦礦等，其中碲化鎘和銅銦鎵硒是目前薄膜電池最為流行的材料，鈣鈦礦仍處于實驗室階段、還有許多難題需要攻克，但因為其成本非常低且無毒性，所以一旦實現技術突破，將戰勝其它所有對手，成為主流薄膜發電技術。

除了太陽能光伏發電以外，另一個以太陽能為能源的發電技術也需要介紹一下，那就是太陽能光熱發電。

太陽能光熱發電，是將比較集中的太陽光能通過傳遞介質轉化為熱能，然后再轉化為電能的技術。太陽能光熱發電通過大量的光學發射裝置將陽光聚焦在一個接收器上，將接收器內的導熱介質溫度加熱到350℃—1000℃，然后這些導熱介質通過熱交換產生蒸汽，蒸汽再推動汽輪機實現發電。我們可以看出太陽能光熱發電的原理跟傳統的火力發電相同，只是制造蒸汽的熱量來自太陽能而已。

目前太陽能光熱發電整體效率在20%~34%之間，略高于光伏發電，但因為要經過一系列的能源轉化過程，其建造成本和運行成本都遠遠大于光伏發電。目前光熱發電的成本高于1元/kwh，隨著技術的成熟及產業的規模化，預計到2030年可以下降到0.4元/kwh。

因為光熱發電中的導熱介質自帶儲能功能，可以實現24小時不間斷發電，而且啟停響應速度遠高于傳統的火電，所以是最好的調峰電源。在考慮到儲能和碳價成本的情況下，太陽能光熱發電或許將成為基荷和調峰電站的主力。

有陽光的地方，就有清潔能源。從某種意義上說，人類所用的所有能源包括化石能源在內，都來自太陽。地球上任何一個地方都有陽光照耀，也就等同于任何一個地方都可以獲得清潔的能源。

現在，為了讓氣候變暖不至于對人類造成毀滅性傷害，人類已經吹響了碳中和的號角，化石能源將在未來30-40年退出歷史舞臺。在新一代的太陽能技術下，太陽能成為人類主要能源已不再是神話。在碳中和目標的推動下，相信在不久的將來，以太陽能為主體的清潔能源完全替代化石能源終將從神話照進現實。