人類社會正面臨著煤炭、石油、天然氣等能源枯竭的危機。為此，近20多年來，我國政府高度重視能源資源的保護與開發(fā)利用，科學家們也在加速尋找取之不盡用之不竭的可再生能源，來解決不可再生能源的嚴重不足，切實保障經(jīng)濟和社會發(fā)展需要。

生物光伏（BPV）利用微生物（如藍藻）作為光電轉換材料，具有碳中性﹑良好的環(huán)境相容性和潛在低成本等特點。據(jù)媒體近日報道，為了提高BPV光電轉化效率，中科院微生物所李寅研究組另辟蹊徑，設計并創(chuàng)建了一個具有定向電子流的合成微生物組，來解決藍藻直接產(chǎn)電活性微弱的問題，有望成為環(huán)境更加友好的新一代太陽能發(fā)電技術。

該研究成果引起了全球業(yè)界的高度關注。那么，傳統(tǒng)光伏發(fā)電的主要原理是什么，又會產(chǎn)生哪些負面問題？除了光電轉化效率，評價光伏發(fā)電效能和環(huán)保性能的指標還有哪些？生物光伏的發(fā)電原理是什么，其生物光伏技術還存在那些問題？新技術又到底有著哪些創(chuàng)新之處？

傳統(tǒng)光伏發(fā)電存在時域和地域限制

業(yè)內人士告訴記者，人類在歷史進程中曾長期依賴可再生能源，如薪柴、秸稈等屬于生物質能源，這些能源大部分都來自太陽能的轉化，是可以再生的能源資源。

“傳統(tǒng)光伏發(fā)電主要利用了半導體的光伏效應。具體說，就是當光照射到半導體表面后，滿足條件的光能會被吸收從而在半導體內產(chǎn)生帶負電的電子和帶正電的空穴，這兩者合稱為載流子?！苯洗髮W理學院光電信息科學與工程系副研究員席曦接受記者采訪時表示，如果我們想辦法把這些載流子導出來，就可將光能轉換成電能輸出。

席曦認為，目前，光伏發(fā)電在可再生能源領域還是具有比較大優(yōu)勢的。相對于風能而言，光伏發(fā)電的安裝可以分布到各家各戶，每一個老百姓只要有一定的場地均可以或大或小的安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)；而風能發(fā)電普通老百姓是無法安裝的。

“但是，光伏發(fā)電系統(tǒng)也存在時域和地域的限制。時域的限制主要有：光伏發(fā)電系統(tǒng)只能白天發(fā)電，晚上不能用；甚至北方有積雪覆蓋、沙塵覆蓋時，白天的發(fā)電也會受限；同時白天的光強也有很大的不確定性，時而飄過一朵云，時而被樹蔭遮擋一下，都會影響發(fā)電量，因此整個光伏發(fā)電系統(tǒng)如果并網(wǎng)的話，對電網(wǎng)的沖擊比較大，需要做好光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制和電網(wǎng)的調控。”席曦說。

但席曦表示，目前廣泛使用的硅基太陽能電池會產(chǎn)生諸如酸、堿、金屬廢水和廢氣等，雖然產(chǎn)品本身對環(huán)境友好，生產(chǎn)過程中需要對排廢做到嚴格處理和把控，其回收、分離、再利用還面臨很多環(huán)境挑戰(zhàn)。