Časová osa solárních článků - Timeline of solar cells

V 19. století bylo pozorováno, že sluneční světlo dopadající na určité materiály generuje detekovatelný elektrický proud - fotoelektrický efekt. Tento objev položil základ solární články. Solární články se začaly používat v mnoha aplikacích. Historicky se používají v situacích, kdy elektrická energie ze sítě není k dispozici.

1800

1900–1929

1930–1959

  • 1932 - Audobert a Stora objevili fotovoltaický efekt v roce Selenid kademnatý (CdSe), fotovoltaický materiál, který se používá dodnes.
  • 1935 - Anthony H. Lamb obdrží patent US2000642, "Fotoelektrické zařízení."[6]
  • 1941 - Russell Ohl patent na soubory US2402662, "Zařízení citlivé na světlo."
  • 1948 - Gordon Teal a John Malý přizpůsobit Czochralského metodu růstu krystalů tak, aby vzniklo monokrystalické germanie a později křemík.[7]
  • 1950 - Bell Labs vyrábět solární články pro vesmírné aktivity.
  • 1953 - Gerald Pearson začíná výzkum lithium -křemík fotovoltaické články.
  • 1954 - 25. dubna 1954, Bell Labs ohlašuje vynález prvního praktického křemíkového solárního článku.[8][9] Krátce nato jsou zobrazeny na Národní akademie věd Setkání. Tyto buňky mají přibližně 6% účinnost. The New York Times předpovídá, že solární články nakonec povedou ke zdroji „neomezené sluneční energie“.
  • 1955 - Western Electric licencuje komerční technologie solárních článků. Hoffman Electronics -Semiconductor Division vytváří 2% efektivní komerční solární článek za 25 $ / článek nebo 1785 $ / watt.
  • 1957 - přiřazovatelé AT&T (Gerald L. Pearson, Daryl M. Chapin, a Calvin S. Fuller ) obdržet patent US2780765, “Zařízení na přeměnu sluneční energie„Nazývají to„ solárním “ baterie „Hoffman Electronics vytváří 8% efektivní solární článek.
  • 1957 – Mohamed M. Atalla vyvíjí proces křemíku povrchová pasivace podle tepelná oxidace na Bell Laboratories.[10][11] Proces povrchové pasivace je od té doby kritický účinnost solárních článků.[12]
  • 1958 - T. Mandelkorn, US Signal Corps Laboratories, vytváří křemíkové solární články n-on-p, které jsou odolnější vůči radiačnímu poškození a jsou vhodnější pro vesmír. Hoffman Electronics vytváří 9% efektivní solární články. Vanguard I., první satelit napájený solární energií, byl vypuštěn se solárním panelem 0,1 W, 100 cm².
  • 1959 - Hoffman Electronics vytváří 10% efektivní komerční solární článek a zavádí použití síťového kontaktu, což snižuje odpor článku.

1960–1979

  • 1960 - Hoffman Electronics vytváří 14% efektivní solární článek.
  • 1961 - pořádá konferenci "Solární energie v rozvojových zemích" Spojené národy.
  • 1962 - The Telstar komunikační satelit je napájen solárními články.
  • 1963 - Sharp Corporation vyrábí životaschopný fotovoltaický modul křemíkových solárních článků.
  • 1964 - satelit Nimbus I. je vybaven solárními panely pro sledování slunce.
  • 1964 - Farrington Daniels 'mezník kniha, Přímé využití sluneční energie, publikováno Yale University Press.
  • 1967 - Sojuz 1 je první s posádkou kosmická loď má být napájena solárními články
  • 1967 - Akira Fujishima objeví Efekt Honda-Fujishima který se používá pro hydrolýza v fotoelektrochemická buňka.
  • 1968 - Roger Riehl představuje první náramkové hodinky na solární energii.[13]
  • 1970 - první vysoce efektivní GaAs heterostruktura solární články jsou vytvářeny Zhores Alferov a jeho tým v SSSR.[14][15][16]
  • 1971 - Saljut 1 je napájen solárními články.
  • 1973 - Skylab je napájen solárními články.
  • 1974 - Florida Solar Energy Center začíná.[17]
  • 1974 - J. Baldwin, ve společnosti Integrated Living Systems, společně vyvíjí první budovu na světě (v Novém Mexiku) vytápěnou a jinak poháněnou solární energií a síla větru výhradně.
  • 1976 - David Carlson a Christopher Wronski z RCA Laboratories vytvářejí první amorfní křemíkové FV články, které mají účinnost 2,4%.
  • 1977 - The Výzkumný ústav sluneční energie je založena na Golden, Colorado.
  • 1977 - Světová produkce fotovoltaických článků přesáhla 500 kW
  • 1978 - První solární kalkulačky.[18]
  • Pozdní sedmdesátá léta: „Energetická krize "; pozemek veřejného zájmu na využívání solární energie: fotovoltaické a aktivní a pasivní solární energie, včetně architektury a off-grid budov a domovských stránek.

1980–1999

  • 1980 - kniha mezníků Johna Perlina a Kena Buttiho Zlatá nit [3] publikováno, který pokrývá 2500 let solární technologie od Řeků a Římanů až po současnost
  • 1980 - The Ústav přeměny energie na University of Delaware vyvíjí první tenkovrstvý solární článek přesahující 10% účinnost pomocí technologie Cu2S / CdS.
  • 1981 - Isofoton je první společností, která masově vyrábí bifaciální solární články na základě vývoje do roku 2006 Antonio Luque et al. v Institutu solární energie v Madridu.
  • 1982 - Kyocera Corp je prvním výrobcem na světě, který masově vyrábí Polysilikon solární články využívající odlévací metodu, dnešní průmyslový standard.
  • 1983 - Celosvětová výroba fotovoltaiky přesahuje 21,3 megawattů a tržby přesahují 250 milionů dolarů.
  • 1984 - dokončeno 30 000 SF integrované fotovoltaické [BI-PV] střechy pro Interkulturní centrum Georgetown University. Eileen M. Smith, M. Arch. vzal v roce 2004 cestu 20. výročí Horseback for Peace a Photovoltaics ze solární střechy do Ground Zero NY World Trade Center, aby vzdělával veřejnost o solární architektuře BI-PV. Společnost Array stále generovala průměrně jednu MWh denně, stejně jako od roku 1984 v hustém městském prostředí Washingtonu, DC.
  • 1985 - 20% efektivní křemíkové články jsou vytvořeny Centrum fotovoltaického inženýrství na University of New South Wales.
  • 1986 - „Solar-Voltaic DomeTM“ patentovaný podplukovníkem Richardem T. Headrickem z Irvine v Kalifornii jako efektivní architektonická konfigurace pro fotovoltaiku integrovanou do budovy [BI-PV]; Pole pole Hesperia, CA.
  • 1988 - The Solární článek citlivý na barviva je vytvořen Michael Grätzel a Brian O'Regan (chemik). Tyto fotoelektrochemické články pracují z organické sloučeniny barviva uvnitř buňky a stojí polovinu tolik jako křemíkové solární články.
  • V letech 1988–1991 společnost AMOCO / Enron použila patenty Solarex k žalování společnosti ARCO Solar z podnikání společnosti a-Si (viz Solarex Corp. (Enron / Amoco) v. Arco Solar, Inc. Ddel, 805 Fsupp 252 Fed Digest.)
  • 1989 - Reflexní solární koncentrátory se poprvé používají se solárními články.
  • 1990 - The Magdeburská katedrála instaluje solární články na střechu a označuje první instalaci na kostele ve východním Německu.
  • 1991 - efektivní Fotoelektrochemické články jsou vyvíjeny
  • 1991 - prezident George H. W. Bush řídí Americké ministerstvo energetiky založit Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie (převod stávajícího výzkumného ústavu sluneční energie).
  • 1992 - PV Pioneer Program začal v Sacramento Municipal Utility District (SMUD). Jednalo se o první rozsáhlou komercializaci distribuovaného FV systému připojeného k síti („střešní solární systém“).[19]
  • 1992 - University of South Florida vyrábí 15,89% efektivní tenkovrstvou celu.[Citace je zapotřebí ]
  • 1993 - The Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie je Zařízení pro výzkum solární energie Je založena.[Citace je zapotřebí ]
  • 1994 - NREL vyvíjí GaInP / GaAs dva terminály buňka koncentrátoru (180 sluncí), který se stal prvním solárním článkem, který překročil 30% účinnost přeměny.[Citace je zapotřebí ]
  • 1996 - The Národní centrum pro fotovoltaiku Je založena. Graetzel, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne, Švýcarsko dosahuje 11% účinné přeměny energie s buňkami citlivými na barvivo, které používají fotoelektrochemický efekt.[Citace je zapotřebí ]
  • 1999 - Celková instalovaná fotovoltaická energie na celém světě dosahuje 1 000 megawattů.[Citace je zapotřebí ]

2000–2019

Exponenciální křivka růstu v polologaritmickém měřítku po celém světě instalovaná fotovoltaika v gigawattech od roku 1992.
Výroba solárních článků podle regionů 2000–2010.[20]
Podíl různých FV technologií na trhu 1999–2010.
  • 2003 - George Bush má instalovaný FV systém o výkonu 9 kW a solární systémy instalované v budově udržující budovu v Bílém domě[21]
  • 2004 - Kalifornský guvernér Arnold Schwarzenegger navrhl iniciativu solárních střech pro jeden milion solárních střech v Kalifornii do roku 2017.[22]
  • 2004 - Guvernér Kansasu Kathleen Sebelius vydal mandát na obnovitelnou elektřinu 1 000 MWp v Kansasu do roku 2015 na základě výkonného nařízení ze dne 04-05.
  • 2006 - Polysilikon použití v fotovoltaika poprvé překračuje všechna ostatní použití křemíku.
  • 2006 - Kalifornská komise pro veřejné služby schválila Kalifornskou solární iniciativu (CSI), komplexní program v hodnotě 2,8 miliardy dolarů, který poskytuje pobídky pro solární vývoj po dobu 11 let.[23]
  • 2006 - Nový světový rekord v technologii solárních článků - Nový solární článek překonává „40% efektivní“ bariéru mezi slunečním zářením a elektřinou.[24]
  • 2007 - Stavba Solární elektrárna Nellis, instalace PPA o výkonu 15 MW.
  • 2007 - Vatikán oznámil, že v zájmu zachování zdrojů Země budou instalovat solární panely na některé budovy, a to v „komplexním energetickém projektu, který se vrátí za několik let“.[25]
  • 2007 - University of Delaware tvrdí, že dosáhne nového světového rekordu v technologii solárních článků bez nezávislého potvrzení - účinnost 42,8%.[26]
  • 2007 - Nanosolární dodává první vytištěnou reklamu CIGS s tvrzením, že nakonec dodají za méně než 1 $ /watt.[27] Společnost však nezveřejňuje technické specifikace ani aktuální prodejní cenu modulů.[28]
  • 2008 - Dosažen nový rekord v účinnosti solárních článků. Vědci z Americké ministerstvo energetiky je Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie (NREL) dosáhly světového rekordu v účinnosti solárních článků pomocí fotovoltaického zařízení, které přeměňuje 40,8% světla, které jej dopadá, na elektřinu. Toho však bylo dosaženo pouze pod koncentrovanou energií 326 sluncí. Převrácený metamorfovaný trojitý solární článek byl navržen, vyroben a nezávisle změřen na NREL.[29]
  • 2010 − IKAROS se stala první kosmickou lodí, která úspěšně demonstrovala solární plachta technologie v meziplanetárním prostoru.[30][31]
  • 2010 - americký prezident Barack Obama objednává instalaci dalších solárních panelů a solárního ohřívače vody na Bílý dům[32]
  • 2011 - Rychle rostoucí továrny v Číně snižují výrobní náklady na křemíkové fotovoltaické moduly na přibližně 1,25 USD za watt. Instalace se celosvětově zdvojnásobí.[33]
  • 2013 - Po třech letech objednal solární panely Prezident Barack Obama byl instalován v Bílém domě.[34]
Celosvětově instalovaná fotovoltaická kapacita ve „wattech na obyvatele“ podle zemí. Odhadované údaje za rok 2016.
  • 2016 - University of New South Wales inženýři vytvořili nový světový rekord v nekoncentrovaném přeměně slunečního záření na elektřinu se zvýšením účinnosti na 34,5% [4]. Rekord dosáhlo Australské centrum pro pokročilou fotovoltaiku (ACAP) UNSW pomocí čtyřmístného minimodulu o velikosti 28 cm² - zabudovaného do hranol - který extrahuje maximální energii ze slunečního záření. Dělá to rozdělením příchozích paprsků do čtyř pásem pomocí přijímače se čtyřmi spoji, aby z každého paprsku slunečního záření vytlačil ještě více elektřiny.[35]
  • 2016 - První solární říká, že přeměnila 22,1 procenta energie ve slunečním světle na elektřinu pomocí experimentálních článků vyrobených z teluridu kademnatého - technologie, která dnes představuje přibližně 5 procent celosvětového trhu se solární energií.[36]
  • 2018 - Zařízení Alta, americká specializace galium arsenid (GaAs) PV výrobce tvrdil, že dosáhl a solární panel účinnost konverze rekord 29,1%, jak je potvrzeno Německem Fraunhofer ISE CalLab.[37][38]
  • 2019 - světový rekord pro účinnost solárních článků na 47,1% bylo dosaženo použitím multi-křižovatka koncentrátor solární články, vyvinuté v National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado, USA.[39][jsou zapotřebí další citace ] To je nad standardní hodnotou 37% pro polykrystalické fotovoltaické nebo tenkovrstvé solární články od roku 2018.[40][jsou zapotřebí další citace ] Bylo to uvedeno ve studii publikované v roce 2020.[41][42]
Hlášená časová osa výzkumu solární panel účinnosti přeměny energie od roku 1976 (Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie )

2020

Viz také

Reference

  1. ^ „Obnova elektrochemického aktinometru Edmonda Becquerela“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 7. května 2020. Citováno 7. května 2020.
  2. ^ Becquerel, Alexandre Edmond (1839). „Recherche sur les effets de la záření chimique de la lumière solaire, au moyen des courants électriques“. Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences. 9: 145–149. Citováno 7. května 2020.
  3. ^ Smith, Willoughby (20. února 1873). „Vliv světla na selen během průchodu elektrického proudu“. Příroda. 7 (173): 303. Bibcode:1873 Natur ... 7R.303.. doi:10.1038 / 007303e0.
  4. ^ Maxwell, James Clerk (duben 1874). Vědecké dopisy a práce Jamese Clerka Maxwella: Svazek 3, 1874-1879. Cambridge, Velká Británie: P. M. Harman. p. 67. ISBN  9780521256278. Citováno 7. května 2020.
  5. ^ „Fotovoltaické snění 1875–1905: První pokusy o komercializaci PV“. Citováno 8. dubna 2017.
  6. ^ Datum vydání: 7. května 1935. [1] [2]
  7. ^ David C. Brock (jaro 2006). „Už neužitečné: Gordon K. Teal, Germanium a jednokrystalické tranzistory“. Časopis Chemical Heritage. Nadace chemického dědictví. 24 (1). Archivovány od originál 15. června 2010. Citováno 2008-01-21.
  8. ^ „25. dubna 1954: Bell Labs předvádí první praktický křemíkový solární článek“. Zprávy APS. Americká fyzická společnost. 18 (4). Dubna 2009.
  9. ^ D. M. Chapin; C. S. Fuller a G. L. Pearson (květen 1954). „Nová křemíková fotobuňka p-n Junction pro přeměnu slunečního záření na elektrickou energii“. Journal of Applied Physics. 25 (5): 676–677. Bibcode:1954JAP ... 25..676C. doi:10.1063/1.1721711.
  10. ^ Black, Lachlan E. (2016). Nové pohledy na povrchovou pasivaci: Porozumění rozhraní Si-Al2O3 (PDF). Springer. p. 13. ISBN  9783319325217.
  11. ^ Lojek, Bo (2007). Historie polovodičového inženýrství. Springer Science & Business Media. str.120 & 321-323. ISBN  9783540342588.
  12. ^ Black, Lachlan E. (2016). Nové pohledy na povrchovou pasivaci: Porozumění rozhraní Si-Al2O3 (PDF). Springer. ISBN  9783319325217.
  13. ^ "Solární hodinky". Citováno 8. dubna 2017.
  14. ^ Alferov, Zh. I., V. M. Andreev, M. B. Kagan, I. I. Protasov a V. G. Trofim, 1970, „‚ Konvertory solární energie založené na heterojunkcích p-n AlxGa12xAs-GaAs ', Fiz. Tekh. Poluprovodn. 4, 2378 (Sov. Phys. Semicond. 4, 2047 (1971))]
  15. ^ Nanotechnologie v energetických aplikacích Archivováno 2009-02-25 na Wayback Machine, pdf, s. 24
  16. ^ Nobelova přednáška podle Zhores Alferov, pdf, s. 6
  17. ^ „Florida Solar Energy Center“. Citováno 8. dubna 2017.
  18. ^ "Časová osa kalkulačky". Citováno 8. dubna 2017.
  19. ^ Přechod na solární energii, Bob Johnstone, 2011, Prometheus Books
  20. ^ Pv News listopad 2012. Greentech Media. Vyvolány 3 June 2012.
  21. ^ „Bílý dům instaluje solární elektrický systém - 22. 1. 2003 - ENN.com“. 29. února 2004. Archivovány od originálu dne 29. února 2004. Citováno 8. dubna 2017.CS1 maint: BOT: stav původní adresy URL neznámý (odkaz)
  22. ^ Simone Pulver, Barry G. Rabe, Peter J. Stoett, Změna klimatu v severoamerické politice: instituce, tvorba politik a víceúrovňové řízení, MIT Press, 2009, ISBN  0262012995 p. 67
  23. ^ http://www.cpuc.ca.gov/static/energy/solar/
  24. ^ „Nový světový rekord v technologii solárních článků“ (Tisková zpráva). Ministerstvo energetiky Spojených států. 5. prosince 2006. Citováno 2020-11-30.
  25. ^ Krauss, Leah (31. května 2007). „Solární svět: Vatikán instaluje solární panely“. United Press International. Archivovány od originál 13. dubna 2008. Citováno 2008-01-16.
  26. ^ „Od 40,7 do 42,8% účinnosti solárních článků“. 30. července 2007. Citováno 2008-01-16.
  27. ^ „Nanosolární lodě první panely“. Nanosolární blog. Archivovány od originál dne 16. ledna 2008. Citováno 2008-01-22.
  28. ^ „Nanosolar - Products“. Nanosolar.com. Citováno 2008-01-22.
  29. ^ NREL Public Relations (2008-08-13). „Solární článek NREL nastavuje rekord světové efektivity na 40,8 procenta“. Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie. Archivovány od originál dne 2008-09-17. Citováno 2008-09-29.
  30. ^ Stephen Clark (20. května 2010). „Zpráva o spuštění H-2A - Centrum stavu mise“. Vesmírný let teď. Citováno 21. května 2010.
  31. ^ „Den zahájení nosné rakety H-IIA č. 17 (H-IIA F17)“. JAXA. 3. března 2010. Citováno 7. května 2010.
  32. ^ Juliet Eilperin (6. října 2010). „Bílý dům je solární“. Washington Post.
  33. ^ Mike Koshmrl a Seth Masia (listopad – prosinec 2010). „Solyndra a otřesy: nedávné solární bankroty v kontextu“. Solární dnes.
  34. ^ „Tento týden budou instalovány solární panely Bílého domu“. The Washington Post.
  35. ^ „ARENA podporuje další solární světový rekord“. Australská vláda - Australská agentura pro energii z obnovitelných zdrojů. Citováno 14. června 2016.
  36. ^ Martin, Richard. „Proč budoucnost sluneční energie nemusí být na bázi křemíku“. Citováno 8. dubna 2017.
  37. ^ Společnost Kenning T. Alta Devices nastavila rekord účinnosti solárních článků GaAs na 29,1% a připojila se k testování vesmírných stanic NASA. PV-Tech. 13. prosince 2018 5:13 GMT
  38. ^ Alta nastavila flexibilní solární rekord s 29,1% GaAs článku. Optics.org. 13. prosince 2018
  39. ^ Geisz, J. F .; Steiner, M. A .; Jain, N .; Schulte, K. L .; Francie, R. M .; McMahon, W. E .; Perl, E. E.; Friedman, D. J. (březen 2018). „Stavba solárního článku s obráceným metamorfickým koncentrátorem se šesti spoji“. IEEE Journal of Photovoltaics. 8 (2): 626–632. doi:10.1109 / JPHOTOV.2017.2778567. ISSN  2156-3403. OSTI  1417798.
  40. ^ „Nová solární technologie by mohla být další velkou podporou pro obnovitelné zdroje energie“.
  41. ^ „Nové solární články extrahují více energie ze slunce“. Ekonom.
  42. ^ Geisz, John F .; Francie, Ryan M .; Schulte, Kevin L .; Steiner, Myles A .; Norman, Andrew G .; Guthrey, Harvey L .; Young, Matthew R .; Song, Tao; Moriarty, Thomas (duben 2020). „Šestičlenné solární články III – V se 47,1% účinností konverze při koncentraci 143 Slunce“. Přírodní energie. 5 (4): 326–335. Bibcode:2020NatEn ... 5..326G. doi:10.1038 / s41560-020-0598-5. ISSN  2058-7546. S2CID  216289881. Citováno 16. září 2020.
  43. ^ Kojima, Akihiro; Teshima, Kenjiro; Shirai, Yasuo; Miyasaka, Tsutomu (6. května 2009). „Perovskity halogenidů organokovů jako senzibilizátory viditelného světla pro fotovoltaické články“. Journal of the American Chemical Society. 131 (17): 6050–6051. doi:10.1021 / ja809598r. PMID  19366264.
  44. ^ A b "Tabulka účinnosti NREL" (PDF).
  45. ^ „Světlo na elektřinu: Nové solární články z více materiálů nastavují nový standard účinnosti“. phys.org. Citováno 5. dubna 2020.
  46. ^ Xu, Jixian; Boyd, Caleb C .; Yu, Zhengshan J .; Palmstrom, Axel F .; Witter, Daniel J .; Larson, Bryon W .; Francie, Ryan M .; Werner, Jérémie; Harvey, Steven P .; Wolf, Eli J .; Weigand, William; Manzoor, Salman; Hest, Maikel F. A. M. van; Berry, Joseph J .; Luther, Joseph M .; Holman, Zachary C .; McGehee, Michael D. (6. března 2020). „Triplehalogenidové širokopásmové mezery perovskity s potlačenou fázovou segregací pro efektivní tandemy“. Věda. 367 (6482): 1097–1104. Bibcode:2020Sci ... 367.1097X. doi:10.1126 / science.aaz5074. PMID  32139537. S2CID  212561010.
  47. ^ „Krystalová struktura objevená před téměř 200 lety mohla být klíčem k revoluci solárních článků“. phys.org. Citováno 2020-07-04.
  48. ^ Lin, Yen-Hung; Sakai, Nobuya; Da, Peimei; Wu, Jiaying; Sansom, Harry C .; Ramadan, Alexandra J .; Mahesh, Suhas; Liu, Junliang; Oliver, Robert D. J .; Lim, Jongchul; Aspitarte, Lee; Sharma, Kshama; Madhu, P. K .; Morales-Vilches, Anna B .; Nayak, Pabitra K .; Bai, Sai; Gao, Feng; Grovenor, Chris R. M .; Johnston, Michael B .; Labram, John G .; Durrant, James R .; Ball, James M .; Wenger, Bernard; Stannowski, Bernd; Snaith, Henry J. (2. července 2020). „Piperidiniová sůl stabilizuje účinné solární články na bázi halogenidů kovů perovskitu“ (PDF). Věda. 369 (6499): 96–102. Bibcode:2020Sci ... 369 ... 96L. doi:10.1126 / science.aba1628. hdl:10044/1/82840. PMID  32631893. S2CID  220304363.

externí odkazy