主题：【原创】给温家宝总理的建言：有机太阳能是中国的发展方向 -- 井底望天
家园 ”基本的化学规律”到底意味着什么？ 比如当你认为不可能“找到一种可以代替氦气的极低沸点气体”时，“基本的化学规律”究竟是排除了所有其他气体沸点低于氦的可能（包括已知的、或未知但可能存在的任何气体）？还是能够以氦的基本物理性质解释为什么氦的沸点比其他已知气体都低？讲一个我比较熟悉的事情：关于裂解水，已经可以通过计算还原volcano plot，证明铂在已知催化剂里性能确属最优，但寻找铂替代物的工作仍在疯狂进行中，我的数位同事靠这个混饭吃。为什么？因为尽管可以证明铂比已知的东西好，但我们不知道的东西更多。比如计算表明，只要把volcano plot两侧的元素做成二元合金，就会得到一个全新的体系；而稍稍改变两种成分的比例，效率就会发生巨大的变化。如果是三元、四元的合金呢？如果完全抛弃常规材料而采用高分子或者酶呢？parameter space之庞大远远超出我们现有的能力，所以一般的东西没人会愿意花力气。但假使对某种材料的需求变得非常急迫、或者当理论计算的能力有了进步，即使是穷举这样的笨办法人们也会愿意去用的。
如果你也是科研人员，那么应该知道我们对自然的了解有多么贫乏。我看到你提过高温超导，高温超导在发现之初，也是属于违背“基本规律”的材料，近年来劲爆的铁基再度突破bcs理论下的mcmillian极限，更证明“基本规律”往往只代表我们的知识的局限而已。科学的严谨更多是体现在验证和实践的过程中，而不是在想像的层次上。更何况这个帖子里提到的有机太阳能并没有到空想的地步，至少从我一个做基础研究的虾米来看，也没有违背什么“基本规律”。而且就算我们没有能够做出室温超导，但你知道仅仅是超过液氮温度这一点就已经开辟了多么巨大的应用空间吗？
家园 答复 谢谢你的回复。
1. 在我看来，“基本的化学规律”就是排除了所有其他气体沸点低于氦气的可能（包括已知的或未知但可能存在的任何气体）。因为氦气分子是单原子的，彼此之间至多只有色散力作用。如果要找到沸点和氦气差不多、甚至比氦气还低的气体，那么这种气体分子一定也是单原子的，而且原子量要和氦差不多或者比氦还小。唯一的可能就是单原子氢组成的气体了，可是根据氢的化学性质，它又不可能在低温下形成单原子分子。这样就排除了所有其他气体沸点低于氦气的可能性。
2. 当然，像氦气这么极端的例子并不多。我只不过是说明，已有的理论起码是可以对一些简单情况给出比较有信心的结论的，对一些复杂情况也可以给出一些大概的指引。即如你举的裂解水催化剂研究，你的数位同事试验的新材料再怎么二元、三元，应该仍不过是过渡金属的合金吧？这些体系再怎么全新，也不可能和一元的铂材料在催化原理上有本质区别吧？一个类似的例子是，理论同样证明了砷化镓材料比单质硅有更高的本征光伏转换效率，现在还有人在找转换效率更高的类似材料，但是砷化镓的半导体性质的成因本来就和单质硅类似，可以用能带理论解释，你再找的类似新材料再独特，显然也不可能脱出能带理论的范围。
3. 高温超导属于另一种情况：I类超导体和II类超导体的超导现象有非常不同的成因。I类超导体的成因已经可以用BCS理论解释了，但II类超导体的成因还不能解释，这也导致了材料科学界上世纪80年代对铜基超导材料的狂热。如果说当时的狂热还可以理解，现在虽然又有了铁基超导材料的新发现，可是有了铜基超导材料的最高超导温度只能达到150K的先例，作为一个理性的人，你觉得是应该先弄清楚II类超导体的超导成因呢？还是根本不论理论，成天就是换配方、磨粉、混合、烧结？
幸运的是，虽然也有一些人选择后一条路，但更严肃的科学家还是选择了前一条路。就我的了解，现在人们对铁基超导材料的超导成因已经有了初步的认识，它有可能是介于I类超导体和II类超导体之间的过渡型超导体。如果是这样，那么让铁基超导体超越铜基超导体的可能性就很渺茫了。
幸亏在这个研究中有中国科学家参与，否则要是有人以制造室温超导材料的理由去向国家忽悠钱，那国家就要亏惨了。
4.硅材料和有机半导体材料同样是两类不同的材料，一类靠半共价-半金属键实现半导体性质，一类靠大型离域pi键实现半导体性质。前者的研究已经比较深入了，其光伏转换效率已经算出是30%左右。那么后者呢？就我掌握的材料，没有一个能达到这么高的，当然也可能是我掌握的材料不全。所以我对有机太阳能材料的质疑就是，它的理论转换效率能不能超过硅材料？如果不能的话，那么硅材料（或类似材料）在太阳能工业中就一定不会被弃之不用，甚至有可能始终是主打材料。这样一来，我认为中国应该大力开发的是新型硅太阳能材料，而不应该是有机太阳能材料。这就是我的整个思路。
家园 辩论一下没有什么不好， 可以让大家听取不同的意见，少走弯路。
家园 我也是在辩论呀 只是有感于舆论里这种by default的“质疑”态度。个人觉得质疑也需要有根据，如果一样是不了解，质疑不见得就代表清醒，对于科研这种态度更可能造成负面的影响。
家园 反射太阳能发电是很成熟的技术, 大型的发电计划很多 不过井大的很多提议都有点科幻,当国家工程项目都太早.点投资性的加强点基础研究是没有错. 要当风险投资商,井大是需要几个科学家,工程师当顾问.
家园 这个技术对机械能力要求非常高 德国佬的强项
中国佬的弱项
家园 如果邓青云老先生，亲口对我们说 最看好我们这条发展道路呢？
如果我们的顾问里，有Michael Gratzel呢？
或者我们可以直接和Alan J.Heeger讨论呢？
不知这样算不算。呵呵
家园 这些人的确都是牛人，可是... 他们中没有一个在最近几年的EU-PVSEC有过文章.实际上半导体-显示器-太阳能每一个的business model都是完全不同的。太阳能和半导体唯一一样的是都用半导体。
家园 做点功课 邓青云
百度词条：外链出处
邓博士在异质结有机太阳能电池方面取得了许多基础研究成果，他发现了有机发光二极体（OLED），并在发展OLED显示技术方面做出了巨大的贡献，得到业界广泛的承认。目前，邓博士是柯达OLED研究团队的一位领导者，负责OLED及相关技术的高级研发工作。。。。
1990 年，Burroughes 等人发现了以共轭高分子的PPV 的发光层的OLED，从此在全世界范围内掀起了OLED 研究的热潮。邓博士也因此被称为“OLED之父”。。。。。
Michael Gratzel
维基百科：外链出处
He discovered a new type of solar cell based on dye sensitized mesoscopic oxide particles and pioneered the use of nanomaterials in lithium ion batteries....
。。。该色素増感型太阳能电池是由洛桑工科大学的Michael Gratzel与东京大学先端科学技术研究中心特任副教授内田聪等人联合开发成功的。Gratzel是1991年世界首次开发出色素増感型太阳能电池的研究人员。。。。Gratzel等开发新型色素 増感型太阳能电池的转换效率达到7.2％。。。
Alan J.Heeger
维基百科：外链出处
He won the Nobel Prize for Chemistry in 2000 along with Alan G. MacDiarmid and Hideki Shirakawa "for their discovery and development of conductive polymers;" in 1983 he had won the Oliver E. Buckley Prize of the American Physical Society....
Alan J. Heeger 艾伦-J-黑格,美国公民,64岁,1936年生于依阿华州苏城.现为加利福尼亚大学的固体聚合物和有机物研究所所长,是一名物理学教授.他是半导体聚合物和金属聚合物研究领域的先锋,目前主攻能够用作发光材料的半导体聚合物,包括...
家园 的确都是高人啊， 看来OLED,OPV论斤卖的日子快了。
家园 要科学论证 不要忽悠造势 做实业和搞风投最大的区别
政府花的是老百姓的血汗钱，补贴补到了谁的腰包里？
我提议政府对新能源的补贴，应该算作社保基金在新能源企业里的参股资本金
家园 再算笔帐罢，看太阳能够用不 中国的陆地面积大约是9,326,410 km^2，去掉零头，约为 9,326 G * m^2
截止2008年底，全国发电装机总容量约792 GW，同比增长10.34%
就算未来几年量产有机太阳能电池效率能到10%吧
太阳能发电要达到08年的全国装机总容量
需要大约 (792 / (184 * 10%))/ 9326 ～ 0.5 % 的全部国土面积!
占地多么？听上去不多...啊?
别忘了电力不是能源的全部
根据wiki,当前中国人均消费1.6kW,人口大约1.3G --> 总共约 2,080 GW
而且经济还要发展，眼下日本/德国水准是人均6kW，美国水准是人均11.4kW
请问这国土，还吃得消么？
家园 中国利用太阳能主要途径不是发电 首先是农牧业，特别是温室农业；其次是光热转换如太阳能热水器，在北方和长江中下游有广泛的利用。两者相加，比例远高于所谓的0.5%。
家园 0.5%真的不多 沙漠、戈壁、荒山、屋顶、公路路沿，甚至汽车顶盖，你觉得加起还不够0.5%吗？
又不像火电站，非得建在交通方便又有水源的地方。
家园 先花一朵，再说点疑问 我照着你的数据算了一遍，的确没错，完全替代现有电力设备需要接近50万平方公里的土地。
但是主贴里面也没有提到以后完全过度到太阳能吧，欧洲的计划是到本世纪中叶太阳能满足15%的电力需要，中国应该不会规划超过这个比例。欧洲的计划是通过使用撒哈拉大沙漠满足这点，我们恰好也有40多万平方公里的塔克拉玛干大沙漠可以使用。所以提出大规模使用太阳能应该不算荒唐。
我觉得问题的关键不在于能否全面替代现有电力，而在于经济上是否可行。
另外，西门子所吹嘘的这个是否属实？
撒哈拉大沙漠是世界上阳光最充足的地区。西门子方面说，如果在那里建成一个300乘300公里面积的“抛物面镜面区”，就可能满足整个地球的能源需求。因此，数年来，欧洲科学家一直在积极研究此项计划。