人类目前面临能源问题。谁来为我们解决能源问题？答案是世纪伟人爱因斯坦和麦克斯韦。为什么是这两个人?

专家预计，以煤、石油、天然气为代表的化石能源必将被太阳能、氢能、风能、生物质能等洁净可再生能源代替。2050年后世界太阳能发电利用将占世界能源总能耗30%~50%份额。而在奠定太阳电池理论基础方面，爱因斯坦和麦克斯韦功不可没。

故事要从光的波粒二象性说起。爱因斯坦获得诺贝尔奖的工作是解释了光电效应实验。爱因斯坦说：光是粒子。这也是传统电池理论的基础。然而，根据更早的麦克斯韦电磁场理论，光是电磁波。这构成了后面我们介绍的新型太阳电池：整流天线太阳电池的理论基础。

1954年，贝尔实验室的阙平 ( Chapin)等人发表PN结硅太阳能电池 (Solar cell)的初步研究结果。从那时起到现在，几乎所有出现过的太阳能电池在原理上大都依靠的是光生伏特效应,通过太阳光子“撞击”光电材料实现光电转化。

刘德华主演的《未来警察》中的利用太阳能的“天幕”。虽然感觉不是很新鲜，但太阳能是离我们最近的新能源了，可能这真是将来能源的发展方向。

《环形使者》2012年9月28日在美国上映。影片讲述了群名为“环形杀手”的成员专门为大型犯罪组织暗杀来自未来的人，大老板们会把暗杀目标禁锢将其秘密从未来送回到过去，对于“环形杀手”来讲，他们的工作只是要将目标爆头并处理尸体，这样目标就能于他所在的时空干净地消失，这对于杀手而言，是一个有效且万无一失的系统。为了营造出一个科幻电影中的未来感，《环形使者》中出现了许多太阳能电池板，比如在车上的太阳能电池板还有农场建筑上的太阳能电池板等等。

《机器人总动员》2008年6月27日在美国上映。电影《机器人总动员》中机器人瓦力（WALL-E）便是用折叠式的太阳能电池板为自己充电。影片中，瓦力来到自己工作间的屋顶，展开折叠式的太阳能电池板为自己充电，虽然我们猜测不出2700年太阳能电池技术已经进化到了第几代，但从上面的截图来看，还是以圆形晶片为衬底的。这种折叠形式的便携野外充电用的组件也已经有实际产品出现在我们的生活中了。

爱因斯坦 麦克斯韦

爱因斯坦的方式是吸收太阳光粒子。这种方式利用太阳能取得了一定的应用。但是,考虑到太阳光谱范围很宽,这种方式往往意味着在成本与效率之间的顾此失彼,而且也很难达到高效。

早在1974年出品的007系列《金枪人》中发明了“可将太阳能95%转化的高效率太阳能转化器”，这种宝贝马上被反派偷走。于是007奉命去追回转换器。影片拍摄时正值第一次石油危机，太阳能作为极具潜力的发电技术，开始受到人们的关注。但太阳电池效率低的缺点也被人们认识到，而且束手无策，只能借助幻想将其提高。

看来人类又一次遇到了瓶颈。怎么样才能摆脱这种困局呢?还是让爱因斯坦为我们指点迷经吧。阿尔伯特•爱因斯坦（Albert Einstein）说," 你不能用跟造成问题相同的思维，去解决问题。（You cannot solve a problem with the same mind that created it。）"

同样是利用太阳能，有没有其他途径呢？回答是可定的，这就是另一位伟人麦克斯韦的方法。

从波粒二象性的角度考虑,太阳光理应可以从波动的角度加以吸收、利用。整流天线太阳能电池（Rectenna）应运而生。在这种新型的太阳能电池中，光被看成波而不再是粒子。人们可以象接收手机信号那样接受太阳光。通过天线对太阳光的高效共振吸收并通过整流器将其转变为直流电,这种电池的理论效率可达到卡诺原理的极限。为实现可见光频率下的整流, 高速整流器的选择非常关键。传统的pn结整流器因为速度太慢，无法满足要求。现在最被看好的是金属-绝缘体-金属（MIM）结构的整流器。这种整流器利用电子遂道效应工作，是目前所有整流器中速度最快的。

当然，整流天线太阳电池还在研发阶段，距离市场化还需时日。而，科幻世界早已经耐不住寂寞，各种脑洞大开的新型能源不断吸引我们的眼球。

科幻电影中幻想出那些能量充沛的虚拟能源呢？还真是数不胜数。比如，《钢铁侠》、《绿巨人》、《X战警》和《神奇四侠》等电影中的“宇宙立方”、“艾德曼合金”；《超人》里面的“氪石”；《阿凡达》中的“超导矿石”；《太空炮弹》里的“液体电能”；等等。

除了地球，其他星球的生命也需要能源。经典科幻电影《黑客帝国》中，几乎所有人类都被当做生物电池为机器提供能量。听上去很吓人，但实际上这种方式还是很有研究价值的。