以下简介了两个正在发展中的革命性概念，这两个概念最终会帮助发挥太阳能电池板的潜力，根据国际能源署(IEA)的预期，太阳能将在不到20年的时间内占据世界能源需求的5% ，比目前增加4900%。
第三代光伏电池
经过数年的研发，第三代光伏电池(包含各种在分子级别上具半导电特性的材料)已初现端倪。其优势有三。一是第三代光伏电池的效率可能是第一代(晶体硅)和第二代(薄膜光伏)电池的两倍甚至三倍，也就是说，先前提到的10平方英里的太阳能电站在几年之后将可以为60万户家庭提供充足的电力，而不是20万户(即1/3的供电规模)。
第二，第三代光伏电池使用价格较低的高通量印刷和涂层技术，该技术在制造期间耗能较少且设备投资较低，因此会比之前几代的成本大大降低。如，制造第一代和第二代电池时需要清洁的室内环境，而第三代则不需要。
第三，第三代光伏电池具有灵活性。具体来说，其较高的吸光性可以使其厚度只有几微米，且具有高透明度，因此，可以通过丝网印刷印在窗户上。这样一来，我们就可以把电池直接安装在建筑物内。将来，从建筑物到大桥再到其他，所有一切都可以是一家大型发电厂，毫不费力地获取太阳能来满足我们不断增长的需求。
3D太阳能电池板
第二个比较突出的创新在于形状而不是性能，即3D太阳能电池板。与2D板不同的是，根据原型机测试，3D太阳能板可以捕获到几乎所有照射在太阳能板上的阳光。其实，平面太阳能板之所以效率低是因为它会反射阳光。根据历史记录，第一台3D太阳能板是由佐治亚技术研究院于2007年设计而成。如今，众多的大学和公司都在研究新的设计。
由麻省理工学院(MIT)工程教授杰弗里·格罗斯曼(Jeffrey Grossman)及其团队设计于2012年3月设计了一款新型3D太阳能板。这种垂向手风琴式的塔状结构比传统平面排列电池的发电量每平方英尺要高出20倍，并且在阴天和晴天的发电量几乎一样，而这正是2D太阳能板的短板。这一形状是通过一个定制的软件分析工具优选出来的;该软件测试了无数太阳能板结构，来确定哪种结构能够生产最多的电能，然后再对性能最高的结构的易制性、运输及成本进行评估。
MIT团队认为，一般来说，在有限的空间内(比如平顶装置或城市环境中)，3D形状比平面板具有更大的优势。同时3D形状还可用于大规模应用，如太阳能电场，只要各塔之间的遮光效能尽量降到最低，目前这个团队正着手处理这一挑战。由于3D板在需要的时候能够平直不折叠地进行运输，因此，格罗斯曼还认为3D太阳能塔有望用作电动汽车的充电站 – 这是一个有趣的且具潜在的理论。
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