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马里兰州国家港口——硅将阳光转化为电能——地球在一个白昼小时内接收到的阳光足以供应全人类一年的能源需求。但是，尽管硅这种材料像沙子一样常见，但用硅或任何其他半导体材料制成的光伏面板并不便宜，特别是与燃烧煤炭或天然气产生的电力的成本相比。美国能源部（DoE）旨在通过一项名为“太阳能计划”的新计划来降低太阳能发电的成本，该计划是对肯尼迪总统1961年“登月计划”的致敬。
能源部高级研究计划署（ARPA-e）署长阿伦·马朱姆达尔指出：“如果太阳能发电的价格能降到[每瓦1美元]，并且在没有补贴的情况下扩大规模，那么，我认为这对气候来说是非常好的。” ARPA-e是能源部的高风险研究机构。“通过太阳能计划，目标是在未来六年内将太阳能的成本降低到[每瓦1美元]。”
目前，熔化硅或沉积薄薄的铜铟镓硒层，然后制造光伏组件并将其安装在屋顶或沙漠中的大型阵列中，成本可能高达每瓦10美元。虽然有些技术可以以每瓦大约1美元的价格提供组件，但安装成本至少会翻一番。
总部位于俄亥俄州哥伦布市的全球最大的薄膜光伏制造商First Solar总裁布鲁斯·索恩在3月1日举行的ARPA-e第二次年度峰会上表示：“我们正在为大众制造太阳能……以达到一个可行的成本点。”该公司声称其可以以低于每瓦1美元的价格生产其组件。“我们希望制造出一种可以长期与化石燃料正面竞争的产品。”
作为新的太阳能计划的一部分，能源部承诺拨款约2700万美元，用于资助生产太阳能电池及其组件的新方法，例如1366科技公司直接生长纯硅晶片，而不是从长长的材料锭中切割它们，或者Solexant公司努力用既无毒又不稀有的半导体材料制造薄膜太阳能电池。目标是以大约每瓦50美分的价格生产太阳能组件，而相关的硬件和安装成本也相同。为了达到这一目标，光伏电池必须将照射在其上的至少20%的阳光转化为电力，并在2017年之前成本仅为每瓦25美分。马朱姆达尔在峰会上发表讲话时表示：“美国的未来取决于三个安全：国家安全、经济安全和环境安全。所有这些的基础是能源技术的创新。” “未来仍然掌握在人们手中。我们如何赢得未来？发明价格合理的清洁技术。在本地制造，在全球销售。”
当然，利用太阳能并不局限于光伏面板。能源部的努力还将包括努力建立太阳能热电厂，该电厂可以在2020年之前将太阳的热量储存12到17个小时，同时尝试解决围绕太阳能系统的许可、检查和连接到电网的一些问题。加利福尼亚州前州长阿诺德·施瓦辛格在峰会主题演讲中说：“我们想要变革，我们想要创新，我们想要推翻旧的能源秩序。” “我们想要一个新的能源时代和一个新的美国竞争力时代。”
在夏威夷等仍然依赖进口石油来满足其大部分电力需求的地区，太阳能发电的成本已经与燃烧化石燃料发电的成本大致相同。太阳能是发电领域增长最快的部门。2010年，美国的太阳能产量增加了近1吉瓦（10亿瓦），但这大约相当于一个核电站的发电量。但是，即使在这种采用速度下——在联邦和州政府慷慨解囊的推动下——太阳能仍然仅占美国所有发电量的不到1%。根据能源部能源信息署（EIA）的预测，到2035年，太阳能将在所有能源资源中增长最快（增长七倍），所有可再生能源（包括太阳能）加起来也只能提供美国14%的电力。
能源信息署在如此长期的预测中常常出错，但与天然气竞争——由于在美国东部马塞勒斯页岩地层通过水力压裂开采的大量资源而变得便宜——即使有太阳能计划，也可能很困难。能源信息署署长理查德·纽厄尔在ARPA-e会议上指出：“天然气的资本成本低，燃料成本高，但总体成本最低。” “其他电力来源的成本明显更高。”
然而，即使价格较高，太阳能也可以带来好处，这就是为什么杜克能源公司投资5000万美元在杂货店和一些其他大型客户的屋顶上安装太阳能阵列。“分布式太阳能可以被视为一种分布式资源，一种多价值资源，”杜克首席技术官大卫·莫勒告诉ARPA-e的与会者。“对它进行恰当的比较不是大型电力系统的成本，而是拥有嵌入式资源的成本和收益。”
而且，柔性太阳能电池薄片已经在为部署在阿富汗的美国海军陆战队部队的电信和其他电子设备供电方面找到了新的应用。在肯尼亚等没有电网为手机或为夜间照明灯供电的电池充电的地方，小型太阳能也在蓬勃发展。“我们将需要我们能够掌握的每一种能源，”美国智能电网开发项目Galvin电力倡议执行主任库尔特·耶格尔说。“世界上有20亿人无法获得电力。安全意味着给他们能源。”
当然，自本世纪初以来，能源部已经在太阳能研究方面投资了约10亿美元，资助了开发“黑色”硅或使用量子点的电池的努力。能源部长史蒂文·朱在ARPA-e峰会上表示：“如果可再生能源在成本上与化石燃料具有竞争力，那么世界将会非常非常不同。”
然而，尽管在20世纪50年代发明了这项技术，并获得了30多年的政府支持，但美国在全球光伏组件市场上的份额已从1995年的40%以上下降到2011年的仅6%。仅中国的江苏省——世界最大的光伏面板制造商尚德电力的所在地——自2009年以来，每年在太阳能技术方面的投资已超过1.52亿美元。
朱说：“仅仅因为我们失去了领先地位并不意味着我们不能重新夺回它。” “我们仍然有机会在清洁能源领域引领世界……但时间不多了。”