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太陽能一般指太陽光的輻射能量。在太陽內(nèi)部進(jìn)行的由“氫”聚變成“氦”的原子核反應(yīng)，不停地釋放出巨大的能量，并不斷向宇宙空間輻射能量，這種能量就是太陽能。到達(dá)地球大氣層的太陽能，30%被大氣層反射，23%被大氣層吸收，其余的到達(dá)地球表面，其功率為800000億kW，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于燃燒500萬噸煤釋放的熱量。 

從本質(zhì)上講，太陽能燃料是將來自太陽的能量轉(zhuǎn)化為一種可儲存、可使用的能源形式，如液體燃料。想象一下，一塊硅電池太陽能電池板產(chǎn)生的電力來驅(qū)動水電解器（而不是送入電網(wǎng)），電解器再將水分解成氧和氫，后者可以轉(zhuǎn)化為氫燃料。這是一種簡單的太陽能燃料，所使用的是當(dāng)前通用技術(shù)。

通常情況下，參與單線態(tài)裂變的分子并不復(fù)雜：紅色汽車漆中使用的分子便是有效例證。在傳統(tǒng)硅太陽能電池中利用單線態(tài)裂變，比如在電池上覆以涂層，可以將其最大效率提高達(dá)12%。

生產(chǎn)太陽能燃料可能需要通過集成系統(tǒng)，將導(dǎo)致氣候變化的二氧化碳從大氣中分離出來，并將其轉(zhuǎn)化為甲醇或一氧化碳，這是化學(xué)工業(yè)中經(jīng)常使用的。原則上，這有助于取代化石燃料，并減少二氧化碳排放，緩解氣候變化。Wasielewski稱，生產(chǎn)太陽能燃料時(shí)，不必局限于有太陽能電池板的集中式設(shè)施。最終可能會出現(xiàn)一些系統(tǒng)，將陽光吸收機(jī)制和燃料的化學(xué)轉(zhuǎn)化機(jī)制整合至一層膜中。