1981年，当我开始研究太阳能时，我想要改变世界。我向父亲担心，在我的一生中，我永远不会看到太阳能的广泛使用。这也让他担心我未来的工作前景。事实证明，那里有很多工作，我可以在人类技术的历史上发挥我的作用。我是一群敬业的科学家、工程师、技术人员、实验室和公司中的一员，他们最终把光伏电池变成了一种商品:不需要任何移动部件，就能将阳光转化为电能，这种耐用的电池板看起来很神奇。
多年的灵感在一个简单的图像。
为了寻找灵感，自从我从事第一份太阳能研发工作以来，一张艺术海报就一直挂在我家桌子附近。一个壮观的沙漠拱门，抽象成一块块的棕褐色，被巨大的黄色太阳背光;标题称犹他州天然桥梁国家纪念碑拥有“世界上最大的太阳能发电系统”。我的妻子卡罗尔(Carol)希望我已经把那张旧海报拿下来了，但我很喜欢它提醒我，我在麻省理工学院林肯实验室(MIT Lincoln Lab)的工作经历，该团队设计了犹他州的光伏(PV)系统。1954年，贝尔实验室发明了光伏技术，三分之一个世纪之后，我们的团队一直在改进利用光伏模块构建安全高效系统所需的电子设备。
1980年，“世界上最大的”光伏系统在沙漠的正午时分提供了大约100千瓦(kW)的电力。今天，你几乎可以走在加州帕洛阿尔托的任何一个街区，看到100千瓦的光伏板散布在十几户人家的屋顶上。如果你想在2016年看到世界上最大的太阳能系统，那就去亚洲看看，在那里你可以找到几个超过800兆瓦(MW = 1000千瓦)的系统。现在有超过100个光伏系统，每一个都比犹他州的先驱系统大一千多倍。
在我从事太阳能研发的职业生涯中，我见证了一场技术革命，因为这个行业已经超越了它的利基远程电力市场，成为了每年1000亿美元的发电站。以今天的美元计算，组件的成本已经从1980年的每瓦34美元下降到今天的每瓦0.57美元以下，光伏的价格也会下降再次大幅下跌明年。目前，全球光伏发电装机容量为27.7万兆瓦，占全球能源总量的1.4%。2015年，在风能技术类似革命的推动下，美国三分之二的新能源发电能力来自风能和太阳能发电机。
自然桥的100千瓦系统。图片来源:NPS/Tom Gray
显然，还有很长的路要走，但我很荣幸能在太阳能革命的前排坐下来。我学到了什么?
- “经验曲线每当行业规模翻倍时，光伏等模块化产品的成本就会下降近20%。当新技术满足市场需求时，就会带来惊人的增长。
- 现有能源技术的部署规模如此之大，而且有如此大的税收减免，这些化石能源的在位者很难被取代。在私人投资资本流入之前，新能源技术研发必须显示出明确的性能优势、产品可靠性、产量和可融资性。
- 成功的实验室规模的研发并不是孤立的。随着低成本和大市场的展示，研发吸引了更多的资金，而且必须考虑到规模扩大过程中面临的问题。就PV而言，驱动力来自于晶圆基晶体硅PV这项技术仍然是该行业的支柱。
- 让百花齐放!像硅光伏这样的转型技术留下了许多有前途的技术和公司的残骸。硅光伏电池的大多数竞争对手都是死路一条，但也有一些在制造技术、材料或设计上做出了贡献。这些挑战也给晶体硅光伏发电带来了持续降低成本和提高效率的压力。
- 政府对部署的持续支持对于推出新的可再生能源技术至关重要。对于光伏来说，补贴至关重要来自日本的“7万个太阳能屋顶计划”(1994年)，德国的“上网电价补贴”(1999年)，以及中国积极的贷款和补贴，使其光伏企业在过去十年中以惊人的速度扩大了光伏制造业的规模。这些和其他国家补贴直接导致了成本的降低和私人资本对光伏行业的关键流动。
内华达州铜山的458兆瓦系统。图片来源:内华达州州长能源办公室
幸运的是，我们现在有了廉价的太阳能电力来对抗气候变化。加州已经规定，到2030年，可再生能源的电力供应比例要达到50%，看起来这个里程碑是可以实现的从经济上讲，以今天的技术。然而，由于太阳和风的自然变化以及公用事业和其他参与者的各种激励措施，实现完全可再生未来的下一步将是技术和制度上的挑战。
令人高兴的是，我们正在接近电网灵活性、储能、电动汽车和需求侧管理技术的临界点，这些都是将化石燃料转移到航空旅行等小型市场所需要的。金宝博的网址政府承诺支持研发和部署对于大幅减少化石燃料排放和及时遏制气候变化至关重要，以避免其最严重的影响——包括使地球上数百万最脆弱的人陷入贫困气候难民。
我墙上的旧光伏海报每天都在提醒我，在政府和私人资金的支持下，一群坚定的科学家、工程师和企业家能够取得怎样的成就。如果我们坚持下去，我敢肯定，下一个关键技术不需要35年的时间就能到位。