Временная шкала солнечных элементов

редактировать

В XIX веке было замечено, что солнечный свет, падающий на определенные материалы, генерирует обнаруживаемый электрический ток - фотоэлектрический эффект. Это открытие положило начало солнечным элементам. Солнечные элементы стали использоваться во многих приложениях. Исторически они использовались в ситуациях, когда электрическая энергия из сети была недоступна.

Содержание

1 1800-е годы
2 1900–1929
3 1930–1959
4 1960–1979
5 1980–1999
6 2000–2019
7 2020
8 См. Также
9 Ссылки
10 Внешние ссылки

1800-е годы

1839 - Александр Эдмон Беккерель наблюдает фотоэлектрический эффект через электрод в проводящем светом.
1873 - Уиллоуби Смит обнаружил, что селен показывает фотопроводимость.
1874 - Джеймс Клерк Максвелл пишет товарищу-математику Питеру Тейту о его наблюдении, что свет влияет на проводимость селена.
1877 - WG Adams and RE Дэй наблюдал фотоэлектрический эффект в затвердевшем селене и опубликовал статью о селеновом элементе. «Действие света на селен» в «Proceedings of the Royal Society, A25, 113».
1883 - Чарльз Фриттс разрабатывает солнечный элемент, используя селен на тонком слое золота, чтобы образуют устройство с КПД менее 1%.
1887 - Генрих Герц исследует фотопроводимость ультрафиолетового света и обнаруживает фотоэлектрический эффект
1887 - Джеймс Мозер сообщает краситель сенсибилизированный фотоэлектрохимический элемент.
1888 - Эдвард Уэстон получает патент US389124 «Солнечный элемент» и US389125 «Солнечный элемент»
1888-91 - Александр Столетов создает первый солнечный элемент на основе внешнего фотоэлектрического эффекта.
1894 г. - получает патент US527377 «Солнечный элемент» и US527379 «Солнечный элемент».
1897 - получает патент US588177, «Солнечный элемент».
1899 - получает патент US598177, «солнечное хранилище».

1900–1929

1901 - Филипп фон Ленард наблюдает изменение энергии электронов в зависимости от частоты света.
1904 - W Ильхельм Холлвакс производит солнечный элемент с полупроводниковым переходом (медь и оксид меди ).
1905 - Альберт Эйнштейн публикует статью, объясняющую фотоэлектрический эффект на квантовой основе.
1913 - Уильям Кобленц получает US1077219, «Солнечные элементы».
1914 - патенты «Методы увеличения емкости светочувствительных элементов».
1916 - Роберт Милликен проводит эксперименты и доказывает фотоэлектрический эффект.
1918 - Ян Чохральский создает метод выращивания монокристаллов металла. Спустя десятилетия этот метод был адаптирован для производства монокристаллического кремния.
1921 - Эйнштейн получил Нобелевскую премию по физике за свою работу по фотоэлектрическому эффекту.

1930–1959

1932 - Одоберт и Стора открывают фотоэлектрический эффект в селениде кадмия (CdSe), фотоэлектрическом материале, который все еще используется сегодня.
1935 - Энтони Х. Лэмб получает патент US2000642, «Фотоэлектрическое устройство. «
1941 - Рассел Ол подает патент US2402662,« Светочувствительное устройство ».
1948 - Гордон Тил и Джон Литтл адаптировать метод выращивания кристаллов Чохральского для производства монокристаллического германия, а затем и кремния.
1950-е годы - Bell Labs производит солнечные элементы для космической деятельности.
1953 - Джеральд Пирсон начинает исследования литиевых - кремниевых фотоэлектрических элементов.
1954 - 25 апреля 1954 года Bell Labs объявляет об изобретении первого практического кремниевого солнечного элемента. Вскоре после этого они были показаны на заседании Национальной академии наук. Эти элементы имеют КПД около 6%. New York Times прогнозирует, что солнечные элементы в конечном итоге станут источником «безграничной энергии солнца».
1955 - Western Electric лицензирует коммерческие технологии солнечных элементов. Hoffman Electronics -Подразделение полупроводников создает коммерческие солнечные элементы с КПД 2% по цене 25 долларов за элемент или 1785 долларов за ватт.
1957 - правопреемники ATT (Джеральд Л. Пирсон, Дэрил М. Чапин и Кэлвин С. Фуллер ) получают патент US 2780765 «Устройство для преобразования солнечной энергии». Они называют ее «солнечная батарея ». Hoffman Electronics создает солнечный элемент с эффективностью 8%.
1957 - Мохамед М. Аталла разрабатывает процесс пассивации поверхности кремния с помощью термического окисления в Bell Laboratories. С тех пор процесс пассивации поверхности имеет решающее значение для эффективности солнечных элементов.
1958 - Т. Манделькорн, Лаборатория сигнального корпуса США, создает кремниевые солнечные элементы n-on-p, которые более устойчивы к радиационным повреждениям и лучше подходят для космоса. Hoffman Electronics создает солнечные элементы с КПД 9%. Vanguard I, первый спутник, работающий на солнечной энергии, был запущен с солнечной панелью 0,1 Вт и площадью 100 см².
1959 - Hoffman Electronics создает коммерческий солнечный элемент с КПД 10% и вводит его использование контакта с сеткой, уменьшая сопротивление элемента.

1960–1979

1960 - Hoffman Electronics создает солнечный элемент с КПД 14%.
1961 - Проведена конференция «Солнечная энергия в развивающемся мире» ООН.
1962 - Спутник связи Telstar питается от солнечных батарей.
1963 - Sharp Corporation производит жизнеспособный фотоэлектрический модуль кремниевые солнечные элементы.
1964 - спутник Nimbus I оборудован солнечными панелями.
1964 - Фаррингтон Дэниэлс '' знаковая книга, Прямое использование энергии Солнца, опубликовано Yale University Press.
1967 - Союз 1 - первый пилотируемый космический корабль, работающий на солнечных батареях
1967 - Акира Фудзисима обнаруживает Хонда-Фудзишим эффект, который используется для гидролиза в фотоэлектрохимической ячейке.
1968 - Роджер Риль представляет первые наручные часы, работающие на солнечной энергии.
1970 - Первые высокоэффективные GaAs гетероструктура солнечные элементы созданы Жоресом Алферовым и его командой в СССР.
1971 - Салют 1 работает на солнечные элементы.
1973 - Skylab питается от солнечных батарей.
1974 - Начало Флоридского центра солнечной энергии.
1974 - Дж. Болдуин, в Integrated Living Systems, участвует в разработке первого в мире здания (в Нью-Мексико), которое отапливается и питается исключительно солнечной и ветровой энергией.
1976 - Дэвид Карлсон и Кристофер Вронски из RCA Laboratories создает первые фотоэлементы из аморфного кремния, эффективность которых составляет 2,4%.
1977 - Исследовательский институт солнечной энергии основан в Голдене, Колорадо.
1977 - Мировое производство фотоэлектрических элементов превысило 500 кВт
1978 - Первые вычислители на солнечной энергии.
Конец 1970-х: «Энергетический кризис »; Обоснование общественного интереса к использованию солнечной энергии: фотоэлектрическая и активная и пассивная солнечная энергия, в том числе в архитектуре, автономных зданиях и жилых домах.

1980–1999

1980 - John Perlin and Ken Butti's опубликована знаковая книга «Золотая нить» [3], охватывающая 2500 лет солнечной технологии от греков и римлян до наших дней
1980 - Институт преобразования энергии в Университете Делавэра разрабатывает первый тонкопленочный солнечный элемент с эффективностью более 10% с использованием технологии Cu2S / CdS.
1981 - Isofoton - первая компания, которая начала массовое производство двусторонние солнечные элементы на основе разработок Антонио Луке и др. в Институте солнечной энергии в Мадриде.
1982 - Kyocera Corp - первый в мире производитель поликремния солнечных элементов методом литья, Сегодняшний отраслевой стандарт.
1983 - Мировое производство фотоэлектрической энергии превышает 21,3 мегаватт, а объем продаж превышает 250 миллионов долларов.
1984 - 30 000 SF Building-Integrated Photovoltaic [BI-PV] Завершена крыша для Межкультурного центра Джорджтаунского университета. Эйлин М. Смит, M.Arch. совершил 20-летнее путешествие на лошадях за мир и фотоэлектрические системы в 2004 году с солнечной крыши до Всемирного торгового центра Ground Zero NY, чтобы рассказать общественности о солнечной архитектуре BI-PV. Массив по-прежнему вырабатывал в среднем один МВтч в день, как это было с 1984 года в плотной городской среде Вашингтона, округ Колумбия.
1985 - Кремниевые элементы с эффективностью 20% созданы в Университете Нью-Йорка. Южный Уэльс.
1986 - «Солнечно-гальванический купол TM» запатентован подполковником Ричардом Т. Хедриком из Ирвина, Калифорния, как эффективная архитектурная конфигурация для интегрированных в здание фотоэлектрических элементов [BI-PV]; Hesperia, CA field array.
1988 - Сенсибилизированный красителем солнечный элемент создан Майклом Гретзелем и Брайаном О'Реганом (химиком). Эти фотоэлектрохимические элементы работают на основе органического красителя внутри элемента и стоят вдвое дешевле, чем кремниевые солнечные элементы.
1988–1991 AMOCO / Enron использовали патенты Solarex, чтобы отсудить от ARCO Solar бизнес a-Si ( см. Solarex Corp. (Enron / Amoco) против Arco Solar, Inc., Ddel, 805 Fsupp 252 Fed Digest.)
1989 - Отражающие солнечные концентраторы впервые используются с солнечными элементами.
1990 - Магдебургский собор устанавливает солнечные элементы на крыше, что является первой установкой в церкви в Восточной Германии.
1991 - Разработаны эффективные фотоэлектрохимические элементы
1991 - Президент Джордж Буш руководит США Министерство энергетики основало Национальную лабораторию возобновляемых источников энергии (передала существующий научно-исследовательский институт солнечной энергии).
1992 - Программа PV Pioneer началась в муниципальном коммунальном округе Сакраменто (SMUD). Это была первая широкомасштабная коммерциализация распределенной фотоэлектрической системы, подключенной к сети («солнечная энергия на крыше»).
1992 - Университет Южной Флориды производит тонкопленочный элемент с эффективностью 15,89%.
1993 - Основана Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии.
1994 - NREL разрабатывает двухконтактную концентраторную ячейку из GaInP / GaAs (180 солнц), которая становится первым солнечным элементом, эффективность преобразования которого превышает 30%.
1996 - Основан Национальный центр фотоэлектрической энергии. Гретцель, Федеральная политехническая школа Лозанны, Лозанна, Швейцария достигает 11% эффективного преобразования энергии с помощью сенсибилизированных красителями клеток, использующих фотоэлектрохимический эффект.
1999 - Всего по всему миру установленная фотоэлектрическая мощность достигает 1000 мегаватт.

2000–2019

Экспоненциальная кривая роста в полулогарифмическом масштабе по всему миру установленная фотоэлектрическая энергия в гигаваттах с 1992 года.

Производство солнечных элементов по регионам 2000 -2010.

Доля рынка различных фотоэлектрических технологий 1999-2010.

2003 - Джордж Буш имеет фотоэлектрическую систему мощностью 9 кВт и солнечную тепловую систему, установленную на территории, прилегающей к зданию Белого дома
2004 - Губернатор Калифорнии Арнольд Шварценеггер предложил Инициативу по солнечным крышам для одного миллиона солнечных крыш в Калифорнии к 2017 году.
2004 - Губернатор Канзаса Кэтлин Себелиус выдала мандат на возобновляемую электроэнергию мощностью 1000 МВт в Канзасе к 2015 году в соответствии с распоряжением от 04-05.
2006 - Использование поликремния в фотогальванике впервые превосходит все прочие поликремния.
2006 г. - Калифорнийская комиссия по коммунальным предприятиям одобрила Калифорнийскую солнечную инициативу (CSI), комплексную программу стоимостью 2,8 миллиарда долларов, которая обеспечивает стимулы для развития солнечной энергетики в течение 11 лет.
2006 - Достигнут новый мировой рекорд в технологии солнечных батарей - новый солнечный элемент преодолевает «40-процентный эффективный» барьер для преобразования солнечного света в электричество.
2007 - Строительство солнечной электростанции Nellis, установка PPA мощностью 15 МВт.
2007 - Ватикан объявил, что в целях сохранения ресурсов Земли они будут устанавливать солнечные панели на некоторых зданиях в рамках «комплексного энергетического проекта, который окупится за несколько лет. "
2007 - Университет штата Делавэр без независимого подтверждения заявляет о достижении нового мирового рекорда в технологии солнечных батарей - эффективность 42,8%.
2007 - Nanosolar поставляет первый рекламный ролик напечатал CIGS, утверждая, что в конечном итоге они будут отгружены по меньшей цене. Хан $ 1 / ватт. Однако компания не разглашает публично технические характеристики или текущую отпускную цену модулей.
2008 г. - Достигнут новый рекорд эффективности солнечных элементов. Ученые из США Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики установила мировой рекорд по эффективности солнечных элементов с фотоэлектрическим устройством, которое преобразует 40,8% падающего на него света в электричество. Однако это было достигнуто только при концентрированной энергии 326 солнц. Инвертированный метаморфический солнечный элемент с тройным переходом был разработан, изготовлен и независимо измерен в NREL.
2010 - IKAROS становится первым космическим аппаратом, успешно продемонстрировавшим солнечную парус технологии в межпланетном пространстве.
2010 - Президент США Барак Обама заказывает установку дополнительных солнечных панелей и солнечного водонагревателя в Белом доме
2011 - Быстрорастущие заводы в Китае снижают стоимость производства кремниевых фотоэлектрических модулей примерно до 1,25 доллара за ватт. Количество установок удваивается во всем мире.
2013 - Спустя три года солнечные панели, заказанные президентом Бараком Обамой, были установлены в Белом доме.

Установленная во всем мире фотоэлектрическая мощность в «ваттах на душу населения» по стране. Расчетные данные на 2016 год.

2016 - Инженеры Университета Нового Южного Уэльса установили новый мировой рекорд по преобразованию несфокусированного солнечного света в электричество с повышением эффективности до 34,5% [4]. Рекорд был установлен Австралийским центром современной фотовольтаики (ACAP) UNSW с использованием мини-модуля с четырьмя переходами площадью 28 см², встроенного в призму , который извлекает максимальную энергию из солнечного света. Он делает это, разделяя входящие лучи на четыре полосы и используя четырехпозиционный приемник, чтобы выжать еще больше электричества из каждого солнечного луча.
2016 - First Solar сообщает, что преобразовал 22,1 процент энергии солнечного света превращается в электричество с использованием экспериментальных элементов, изготовленных из теллурида кадмия - технологии, которая сегодня составляет около 5 процентов мирового рынка солнечной энергии.
2018 - Alta Devices, США изготовитель на основе специального арсенида галлия (GaAs) PV, заявивший, что достиг рекордной эффективности преобразования солнечных элементов в 29,1%, поскольку сертифицирован немецкой лабораторией Fraunhofer ISE CalLab.
2019 - Мировой рекорд эффективности солнечных элементов на уровне 47,1% был достигнут при использовании многопереходных концентратор солнечных элементов, разработанный в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, Голден, Колорадо, США. Это выше стандартного рейтинга в 37% для поликристаллических фотоэлектрических или тонкопленочных солнечных элементов по состоянию на 2018 год. Об этом сообщается в исследовании, опубликованном в 2020 году.

Эффективность преобразования лучших исследовательских солнечных элементов во всем мире с 1976 по 2019 год для различных фотоэлектрических элементов технологии. Эффективность определяется сертифицированными агентствами / лабораториями.

2020

2020 - Эффективность солнечных элементов перовскитных солнечных элементов увеличилась с 3,8% в 2009 г. до 25,2% в 2020 г. -переходных архитектур, а в тандемных элементах на основе кремния - до 29,1%, что превышает максимальную эффективность, достигаемую в кремниевых солнечных элементах с одним переходом.
6 марта - Ученые показывают, что добавление слоя перовскита кристаллы поверх текстурированного или плоского кремния для создания тандемного солнечного элемента повышают эффективность до 26% эффективности преобразования энергии. Это может быть недорогой способ повысить эффективность солнечных элементов.
3 июля. Ученые показывают, что добавление ионного твердого вещества на органической основе в перовскиты может привести к существенному улучшению солнечной энергии. Ячейка работоспособность и стабильность. Исследование также выявило сложный путь деградации, который является причиной отказов старых перовскитных солнечных элементов. Понимание может помочь будущему развитию фотоэлектрических технологий с промышленно значимым долголетием.

См. Также

Портал возобновляемой энергии
Энергетический портал

Ссылки

Внешние ссылки

"Solar Resources ". SunPower Corporation, 2004.
"История: Хронология фотоэлектрических систем ". About, Inc., 2005.
"Bell Labs празднует 50-летие солнечной батареи - хронология ". Lucent Technologies, 2004.
Ленардик, Денис," Фотоэлектрическая энергия - историческое развитие ". PVResources.com, 2015.
Перлин, Джон,« Производство электричества напрямую из солнечного света ». Институт Рахуса, 2002.
Тринкаус, Джордж» Утраченные изобретения Николы Теслы ". Приемник свободной энергии, Глава 9.
"Хронология солнечной энергии ", Средняя школа Чарльза Э. Брауна.
"Хронология Центра фотоэлектрической инженерии ". Университет Нового Южного Уэльса
История фотовольтаики
Фирма повышает прогноз по солнечным элементам на 2006, 2007 гг.
Хронология истории солнечной фотовольтаики в Slider, 2015