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根据美国能源部一份关于太阳能未来研究的报告，在未来三十年里，全美近一半的能源将由太阳能提供。但是，为了实现这一目标，需要在四个主要方面进行大力推动：更好的光伏技术，更多的能源储存，更低的软成本，以及提供大约一百万个就业岗位。
以下是报告中所说的，为了实现报告中提出的雄心勃勃的目标，在这些领域中需要发生的事情：
更好的光伏技术
太阳能电池本身将需要在成本和效率方面继续改进，以实现美国能源部希望的那种安装量。作为参考，在2020年，美国安装了15千兆瓦的太阳能发电从而创下了纪录。但美国能源部希望在2025年之前将安装率提高一倍，然后在2030年之前再提高一倍。
如果光伏的效率没有提高，这意味着这些已经雄心勃勃的数字需要进一步提高，以考虑到这一点。如果他们保持今天的价格，成本也会太高，无法实现这些数量。

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光伏技术已经取得了长足的进步，但它们也有很长的路要走。
幸运的是，效率在提高，成本已经在下降。但这并不是自然发生的。全球各地的公司和研究人员已经在新的制造工艺、新材料和其他改进上花费了数百万美元，这些改进虽然是个别的，但随着时间的推移会不断增加。这种围绕太阳能的基础研究和科学与方法的进步必须继续保持或超过他们在过去20年中的速度。
美国能源部建议，围绕使更多奇特的光伏产品更便宜，或堆叠电池以尽量减少带隙相关损失的思路进行研究可能是至关重要的。灵活的、类似瓷砖或瓦片的基材或半透明的装置，将光线传递给农作物或建筑内部，也可能是关键。总的来说，该计划要求将总体成本降低近一半，从现在的平均每瓦1.3美元降至2030年的0.7美元，之后还会更多。
太阳能聚光器在报告中得到了自己的标题，许多公司正在研究这些，以取代工业流程。这些可能不会被用来支持整个电网，但还是会取代许多基于化石燃料的工艺。
更多的能源储存
从太阳获取能源的一个不可避免的后果是，在晚上必须依靠某种形式的存储能源，最初是核电或煤炭，但越来越多的存储形式，收集白天收集的多余电力。随着更多的峰值使用被可再生能源覆盖，城市可以安全地过渡到远离碳基能源。
虽然人们通常认为储能是指电池，当然它们也会出现，但必须储存的能量量排除了像锂离子电池那样的主要储存机制。相反，多余的能量可以被用于为耗能的可再生燃料生产提供动力，如氢燃料电池。当太阳能不能满足需求时，这种燃料就可以用来发电。

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正如报告中所说：“热能、化学和机械储存技术正处于不同的发展阶段，包括抽水蓄热、液态空气储能、基于重力的新型技术和地质储氢。”
毫无疑问，将有各种新的和旧的技术致力于为国家提供不同程度的能源冗余和存储时间需求。这些将在很大程度上使太阳能和其他可再生能源能够在更大的需求比例上得到依赖。
降低软成本
如果要把太阳能电池的部署速度提高一倍，那么成本就必须降低，不仅仅是电池本身，还有整个端到端的过程：评估、会计、劳动力，当然还有将进行实际工作的公司应得的利润。
降低非硬件成本已经是许多初创公司的目标，如Aurora Solar，该公司开始使其尽可能容易地规划，可视化，并完全在线销售太阳能装置。