據Inverse報道，1977年8月9日，美國專利局批準了美國宇航局下屬劉易斯研究中心三名研究人員的專利申請。這項專利可稱為世界上最早的“太陽能電池板屋頂”，可為住宅提供電力支持。而整整40年后，特斯拉等公司才將太陽能屋頂變成現實。

　　為了實現這個目標，科學家們經過了漫長的探索。美國宇航局設計的原始太陽能瓦片可能是未來幾年內可以實現“太陽能屋頂”的最早方式之一。1977年8月，《紐約時報》曾發文稱，美國航天局收到多份有關商業開發太陽能瓦片專利的申請，但太陽能瓦片的想法在40年前可能過于超前。

　　3名設計太陽能瓦片的研究人員之一亞美利克·弗雷斯蒂埃里（Americo Forestieri）表示：“的確有點兒激進。事實上，它可能不屬于美國宇航局當時正在做的事情，因為我們畢竟是個太空組織。”但的確是美國宇航局首次發現了太陽能電池的實際應用。

　　直到1958年發射以太陽能為動力的衛星“先鋒一號”，這些電池依然非常原始，效率也很低，對貝爾實驗室的研究人員來說，它們不過是個玩具而已。即使太陽能在地球上還未投入使用，但它是為衛星提供動力的理想方式，這使美國宇航局成為太陽能研究的天然中心。

　　然而，這并非意味著美國航天局處于即將發現實用、廉價太陽能的邊緣，因為這畢竟不是擺在其面前的主要任務。格倫研究中心的太陽能研究人員謝拉·貝利（Sheila Bailey）說：“如果你投入了十億美元建造衛星，其動力系統的成本就可能達到數百萬美元，但這不是最重要的。你想要可靠、耐用、高效的東西，因為投入衛星的資源畢竟是有限的，你需要生產最有效的電池。”

　　但有很多時候，當美國宇航局聚焦于空間研究時，其技術與地球上的潛在應用相吻合。弗雷斯蒂埃里說：“我們知道太陽能電池，我們知道它們很有用，我們知道它們在地面上同樣可用。”到20世紀70年代，人們對太陽能的興趣變得日益濃厚，因為當時美國對石油禁運令天然氣價格暴漲，許多研究人員開始認真考慮替代能源。

　　弗雷斯蒂埃里表示，他的同事安東尼·拉塔伊恰克（Anthony Ratajczak）最先提出太陽能瓦片的創意。它以不同尋常的以地球為中心的理念脫穎而出，他說：“我們可以將這樣的設備組合起來使用。我們知道它的效率很低，我們不認為它會達到今天的水平。但現在它已經被應用于全世界。”

　　拉塔伊恰克、弗雷斯蒂埃里以及西多拉克設計的太陽能瓦片十分簡單：專利要求的太陽能電池陣列被放置在多種材料上，比如玻璃纖維布上，同時覆蓋有防水、透明材料。他們利用常規屋頂的互相重疊的特性，使用邊緣上的連接器在瓦片之間共享和傳輸收集到的能量。

　　太陽能瓦片的第三名專利研究員勒羅伊·西多拉克（Leroy Sidorak）表示：“你必須在瓦片之間建立起電子連接，并且能夠達到某種功率水平。”正如你在任何太陽能模塊中做的那樣，每塊太陽能電池都需要通過某種方法與其他電池連接起來。然后你把它們疊加起來，因為當時每個太陽能電池只能產生不到半伏特的能量，為此你必須找到一種方法，以便最終達到你想要的功率水平。”

　　這項專利強調，這種太陽能瓦片不僅意味著可作為能源收藏器，而且本身也有普通瓦片的特性。在這方面，這種40年前的設計更接近于特斯拉現在所研究的太陽能屋頂，而不只是把太陽能電池陣列放在屋頂上。

　　西多拉克說：“我當時認為，太陽能集熱器只是把太陽能電池板放到屋頂上，但我們的想法顯然是它的延伸。”西多拉克是3人中的材料科學家，這意味著他的工作就是將弗雷斯蒂埃里和拉塔伊恰克的設計變成現實。這不是最容易的任務。在他開始研究太陽能瓦片時，西多拉克已經能夠把太陽能電池安裝在堅硬的表面上（比如鋁），以幫助保護它們。然而，玻璃纖維材料起初很柔軟，所以可以用作瓦片。

　　找到合適的材料來保護太陽能瓦片也是一項挑戰。畢竟，人們希望屋頂能夠持續使用30年，可以抵御雨雪、熱浪以及其他任何天氣現象的侵蝕。相比之下，“先鋒一號”衛星在太空的真空環境中相對容易，但在與地球失去聯系之前，它只運行了6年時間。

　　最初的太陽能瓦片從未被放在任何人的屋頂上，但是研究人員確實在路易斯研究中心外的試驗場上進行了試驗。但這些試驗畢竟有局限性，它們不可能持續測試30年，以證明太陽能瓦片在某人的屋頂上真實有效。但弗雷斯蒂埃里說，他們對試驗結果表示滿意。

　　弗雷斯蒂埃里說：“我認為，這項發明帶給我們的啟示是，我們想知道這樣的東西是否能起作用。當我們把它連接起來的時候，我們確實發現，它們能夠持續使用多長時間，在很大程度上取決于用安置它的材料，以及用來覆蓋它的膜。他們幾乎不受天氣的影響，所以我們認為這是個好主意。

　　拉塔伊恰克、弗雷斯蒂埃里以及西多拉克設計的太陽能瓦片距離投入商用還有很長的路要走。特斯拉太陽能屋頂的初始成本約為50000美元，這還要減去各種稅收優惠。這是相當昂貴的，但依然在富裕房主的負擔能力范圍內，尤其是當你在將30年的能源節約潛在因素納入考慮之中。弗雷斯蒂埃里估計，2017年可能需要花費25萬到40萬美元安裝太陽能屋頂，才能滿足用戶的電力需求。他說：“如果你不關心成本，我相信你會覺得這對房子有好處。但是成本畢竟很昂貴，當時我認為其效率可達5%，你必須要有足夠的錢才能安裝這種屋頂。”

　　成本和實用性的問題可能意味著，1977年人們還沒有為他們的太陽能瓦片做好準備，但2017年以后，可能證明這種技術的“精神后代”會迎來截然不同的故事。西多拉克說：“我認為這只是時間問題，太陽能電池正變得越來越好，功耗越來越低，而效率越來越高。”弗雷斯蒂埃里同樣樂觀，他說：“我對太陽能電池技術的快速發展感到吃驚，它不會造成任何污染，這是個絕妙的主意。”

　　美國宇航局太陽能瓦片的故事可能會出現一個完整的循環。貝利表示，這3名研究人員的初衷是嘗試將基于太空的太陽能技術知識應用于地球屋頂上，并在將來能應用到地球之外的環境中。她說：“在火星或月球棲息地，這種太陽能瓦片將非常有用。這不是你應該忽略的技術，它可能是你在行星或月球表面上使用的東西。”

　　鑒于特斯拉電動汽車公司創始人伊隆·馬斯克（Elon Musk）自己也希望利用SpaceX建立火星棲息地，這種想法正激起人們對太陽能屋頂的全新興趣。隨著美國宇航局正重啟地球軌道以外的太空探索，也許40多年前美國宇航局3名研究人員提出的太陽能瓦片想法會重新受到追捧。