传统太阳能电池板只能在阳光照射时发电，但新的技术进展正在改变这一点。
科学家研发出了能在黑暗中工作、由雨水供能的太阳能电池板。
这些创新有望将太阳能转变为全天候电源，助力全球向净零排放转型。
太阳能发电面临的最大问题是，太阳并非时时都有光照。如果太阳能电池板在夜间或阴天无法发电，我们又如何能依靠它们全天候供电？
世界各地的科学家一直在努力解决这一难题，其中一些人如今正研发创新方法来克服这个问题。
太阳能已被视为最佳方式之一，能够为世界上一些最贫困人口提供电力；与此同时，过去十年间，太阳能电池板价格下降了80%。世界经济论坛《2021年能源转型指数》指出，太阳能有望改善撒哈拉以南非洲民众的生活；报告称，该地区44%的人口无法获得电力。
这三项创新有助于推动太阳能得到更广泛的应用。
1. 黑暗中的太阳能发电
谁说太阳能电池板在黑暗中无法工作？科学家测试了一种电池板，即使太阳落山仍能持续发电，这一突破有望带来全天候、可靠的可再生能源。
传统太阳能电池板只能在白天工作，因此需要昂贵的电池储能设备，才能在夜间使用太阳能发出的电力。如今，美国斯坦福大学的一个团队测试了能够全天候持续发电的太阳能电池板。
他们的创新利用了太阳能电池板夜间会冷却这一特点。利用温差可以发电：冷却中的电池板与仍然温暖的周围空气之间存在温差。其原理是使用热电发电机，热量流经发电机时便会产生电力。
这些电池板采用易于获得的组件制成。该团队表示，它们有望为全球约7.5亿在夜间无法获得电力的人提供持续、可靠的电源。
热电发电机还可以反向运行，在白天电池板升温时产生电力，从而提升太阳能电池板的输出。斯坦福大学团队表示，现有电池板升级采用这一技术应该并不困难。
2. 雨水驱动的太阳能电池板
传统太阳能电池板的发电量会随日照强度变化，而降低其发电能力的不只是日落。浓云和降雨也会降低效率。但中国苏州大学的科学家认为，他们已经解决了这一问题。
淋过倾盆大雨的人都知道暴雨的冲击力。苏州大学团队利用了雨滴落在太阳能电池板上并从板面流下时产生的摩擦力，并以此发电。
他们在传统太阳能电池板上覆盖了一层透明材料，其中含有摩擦纳米发电机（TENG）。TENG可将运动转化为能量——在这里，运动指的是雨滴的冲击。
这种由摩擦力驱动的电池板不仅能在雨天提升发电量，下雨的夜间也能发电。科学家表示，这种太阳能电池板“为在不同天气条件下收集环境能量提供了一种高效方法”。
3. 太阳能电站的机器人清洁器
云层和降雨会遮挡太阳能电池板的光照，灰尘和污垢也会造成同样的影响。事实上，研究表明，表面堆积的灰尘、水、沙粒和苔藓可能使太阳能电池板的输出最多降低85%。
清洁大型太阳能设施既耗时又昂贵。一项针对公用事业级太阳能电站的研究估计，用刷子和水进行人工清洗，10年内将花费200万美元。但如果不定期清洁，污垢最终会牢牢附着在电池板上，降低太阳能发电量。
解决方案是自主干式清洁机器人。这些机器人由自身配备的太阳能电池板供电，在夜间工作，以减少对电池板的影响。它们使用超细纤维布和气流喷射；使用一年节省的水量足以满足220,800人的用水需求。
人工智能软件会监控清洁机器人的运行状况，并规划预防性维护，以避免发生故障。目前，这类机器人已用于清洁30个大型太阳能项目的数百万块太阳能电池板，项目分布从智利到印度。
