Jak to się stało, że czerpiemy energię prosto ze słońca?
Historia fotowoltaiki i powstania paneli solarnych jest ściśle związana z rozwojem nauki i technologii, które stopniowo doprowadziły do współczesnych, wydajnych systemów fotowoltaicznych, będących kluczowym elementem odnawialnych źródeł energii.
Wszystko ma swój początek w XIX wieku!
Od eksperymentów z elektrodami po satelity - historia paneli fotowoltaicznych!
Efekt Fotowoltaiczny
Becquerel umieścił elektrodę w roztworze elektrolitu i oświetlił ją. Zauważył, że w wyniku tego na elektrodach pojawił się prąd elektryczny. Odkrył tym samym, że materiały mogą generować prąd pod wpływem światła. To był fundament dla późniejszego rozwoju technologii fotowoltaicznej.
Pierwsze ogniwo słoneczne
Fritts stworzył ogniwa słoneczne, pokrywając cienką warstwą selenu metalowe elektrody. Jego ogniwa działały na zasadzie generowania prądu elektrycznego pod wpływem światła. Efektywność tych ogniw wynosiła zaledwie około 1%, co było niskim wynikiem w porównaniu do dzisiejszych standardów.
Metoda Czochralskiego
Jan Czochralski, polski chemik i metalurg, prowadził badania nad krystalizacją metali i stopów.
Podczas jednego z eksperymentów, Czochralski zauważył, że jeśli umieścił cienki drut w stopie metalu (głównie cyny) w wysokiej temperaturze, to po wyciągnięciu go z płynnego metalu, na drucie tworzyły się kryształy. To spostrzeżenie doprowadziło go do opracowania metody, w której drut był stopniowo wyciągany z cieczy, co pozwalało na formowanie kryształów. Metoda Czochralskiego pozwalała na wytwarzanie monokryształów, co było rewolucyjne w kontekście materiałów półprzewodnikowych. Dzięki niej uzyskano wysokiej jakości kryształy krzemu, które zaczęły być szeroko stosowane w elektronice, w tym w produkcji ogniw słonecznych i układów scalonych.
Wynalezienie krzemowych ogniw
W 1954 roku zespół naukowców w Bell Telephone Laboratories, stworzył pierwsze efektywne ogniwo słoneczne na bazie krzemu. Zespół ten opracował ogniwo słoneczne, które osiągało wydajność około 6%. Było to znaczące osiągnięcie, ponieważ wykorzystanie krzemu jako materiału półprzewodnikowego umożliwiło lepsze przekształcanie energii słonecznej w energię elektryczną. Pierwsze ogniwo krzemowe zostało zaprezentowane na wystawie w Nowym Jorku w 1956 roku.
Zainteresowanie energią słoneczną
Wystawa w Nowym Jorku przyczyniła się do wzrostu zainteresowania energią słoneczną jako alternatywnym źródłem energii. W 1958 roku ogniwa krzemowe zaczęły być wykorzystywane w satelitach, co zainspirowało dalsze badania i rozwój. W kolejnych latach technologia ogniw krzemowych rozwijała się, a wydajność paneli wzrastała. W latach 70. z powodu kryzysu energetycznego wzrosło zainteresowanie energią słoneczną, co przyspieszyło rozwój i produkcję ogniw krzemowych.
Masowa produkcja paneli
W miarę rozwoju technologii i spadku kosztów produkcji, ogniwa krzemowe stały się powszechnie dostępne, a ich zastosowanie zaczęło obejmować nie tylko satelity, ale również systemy zasilania dla gospodarstw domowych. Najstarszy system fotowoltaiczny, który podłączono do sieci, działa nieprzerwanie od 1982 roku w Szwajcarii!
Innowacyjne rozwiązania
Wprowadzenie ogniw wielowarstwowych, które poprawiły wydajność i elastyczność zastosowań, znacznie zwiększyło potencjał technologii fotowoltaicznej. Aktualnie na rynku jesteśmy w stanie znaleźć rozwiązania, których wydajność wzrosła poprzez ostatnie lata kilkukrotnie!