70 години от създаването на първия практичен соларен панел
Историята на слънчевите панели, които преобразуват слънчевата светлина в електрически ток, стартира още от 19 век. Ефективността им обаче е толкоз ниска, че те не могат да намерят практично приложение. Това се трансформира тъкмо преди 70 години на 25 април 1954 година Изследователи от Bell Laboratories показват първата в света практична силиконова фотоволтаична клетка.
Историята на слънчевите панели стартира с едно ранно и необяснено по това време наблюдаване на фотоволтаичния резултат през 1839 година
Френският физик Александър-Едмон Бекерел опитва с железни електроди в електролитен разтвор, когато видя че се получават слаби токове, когато металите са изложени на светлина. Ученият не съумява да си изясни резултата и той ще е тайнственост до 1873 година Англичанинът Уилоуби Смит открива фотопроводимостта на селена, до момента в който тества материали за подводни телеграфни кабели. През 1883 година американският откривател Чарлз Фритс прави първите фотоволтаични кафези от селен. Фритс се надява, че неговите слънчеви кафези могат да се конкурират с електроцентралите на Едисън, работещи с въглища. За негова жал, тяхната успеваемост на преобразуването на слънчевата светлина в електричество е под 1%.
Следващият огромен прогрес в технологията на слънчевите кафези е изработен през 1940 година от Ръсел Шумейкър Ол, откривател на полупроводници в Bell Labs. Той по случайност вкарва p-n прехода при опити със силициеви проби. P-n преход е област на прикосновение на полупроводници с друга проводимост. В опитите на Ол едната страна е позитивно легирана, а другата страна е негативно легирана. Излишният позитивен заряд се натрупва от едната страна на p-n бариерата, а непотребният негативен заряд се натрупва от другата страна на бариерата, създавайки електрическо поле. Така се ражда първата фотоволтаична клетка с успеваемост от 1%. Това обаче към момента е надалеч от практичното приложение.
Първата практична силициева слънчева клетка е основана тринадесет години по-късно от екип учени, работещи дружно в Bell Labs.
През 1953 година инженерът Дарил Чапин, който преди този момент е работил върху магнитни материали в лабораторията, се пробва да създаде източник на сила за телефонни системи в отдалечени влажни места, където сухите клетъчни акумулатори се разграждат прекомерно бързо.
Чапин изследва няколко различни източника на сила и се стопира на слънчевата сила. Той опитва със селенови фотоволтаични кафези, само че ги намира за прекомерно неефективни.
Междувременно химикът Калвин Фулър и физикът Джералд Пиърсън работят върху управлението на свойствата на полупроводниците посредством въвеждане на примеси.
Фулър дава на Пиърсън парче силиций, съдържащо примеси от галий. Пиърсън го потапя в литий, създавайки p-n преход. След това Пиърсън закача амперметър към парчето силиций и го осветява със светлина. За тяхна изненада амперметърът " подскача доста ".
Двамата познават Дарил Чапин и незабавно се свързват с него. След това учените работят няколко месеца върху подобряването на свойствата на своите силициеви фотоволтаици. След редица усъвършенствания в дизайна, те свързват няколко фотоволтаични кафези, с цел да основат първата " слънчева батерия ".
Bell Labs афишира изобретението на 25 април 1954 година в Ню Джърси. Учените организират обществена проява на своя безоблачен панел, като го употребяват за зареждане на дребна играчка виенско колело, както и на радиопредавател.
Тези първи силициеви фотоволтаични кафези имат към 6 % успеваемост при преобразуването на силата на слънчевата светлина в електричество, голямо усъвършенстване по отношение на всички предишни опити в региона.
New York Times написа, че силициевата слънчева клетка " може да означи началото на нова епоха, водеща в последна сметка до реализирането на една от най-съкровените фантазии на човечеството - преодоляването на съвсем неограничената сила на Слънцето за потребностите на цивилизацията ".
Първите силициеви слънчеви кафези са скъпи за произвеждане и ранните старания за комерсиализация не водят до триумф.
Но в границите на единствено няколко години слънчевите кафези навлизат стремително в галактическата промишленост. Иновацията е възприета и от двете страни на Желязната завеса и скоро в орбита политат руски и американски апарати, захранвани с ток от Слънцето.
Технологията не стопира да се развива, като редом се намират по-евтини способи за произвеждане, а успеваемостта се усилва.
Днес междинната успеваемост на фотоволтаични системи е 14-18%. Има слънчеви системи предлагащи и много над това, като върхът е към 40 %.
В момента Китай държи най-големия дял от слънчеви мощности в света, като единствено през 2020 година са въведени в употреба към 40 гигавата мощности. Така фантазията на американския откривател от 19 век се оказва действителност и фотоволтаичните централи в действителност съперничат на ТЕЦ-овете и даже на атомните електроцентрали.
Историята на слънчевите панели стартира с едно ранно и необяснено по това време наблюдаване на фотоволтаичния резултат през 1839 година
Френският физик Александър-Едмон Бекерел опитва с железни електроди в електролитен разтвор, когато видя че се получават слаби токове, когато металите са изложени на светлина. Ученият не съумява да си изясни резултата и той ще е тайнственост до 1873 година Англичанинът Уилоуби Смит открива фотопроводимостта на селена, до момента в който тества материали за подводни телеграфни кабели. През 1883 година американският откривател Чарлз Фритс прави първите фотоволтаични кафези от селен. Фритс се надява, че неговите слънчеви кафези могат да се конкурират с електроцентралите на Едисън, работещи с въглища. За негова жал, тяхната успеваемост на преобразуването на слънчевата светлина в електричество е под 1%.
Следващият огромен прогрес в технологията на слънчевите кафези е изработен през 1940 година от Ръсел Шумейкър Ол, откривател на полупроводници в Bell Labs. Той по случайност вкарва p-n прехода при опити със силициеви проби. P-n преход е област на прикосновение на полупроводници с друга проводимост. В опитите на Ол едната страна е позитивно легирана, а другата страна е негативно легирана. Излишният позитивен заряд се натрупва от едната страна на p-n бариерата, а непотребният негативен заряд се натрупва от другата страна на бариерата, създавайки електрическо поле. Така се ражда първата фотоволтаична клетка с успеваемост от 1%. Това обаче към момента е надалеч от практичното приложение.
Първата практична силициева слънчева клетка е основана тринадесет години по-късно от екип учени, работещи дружно в Bell Labs.
През 1953 година инженерът Дарил Чапин, който преди този момент е работил върху магнитни материали в лабораторията, се пробва да създаде източник на сила за телефонни системи в отдалечени влажни места, където сухите клетъчни акумулатори се разграждат прекомерно бързо.
Чапин изследва няколко различни източника на сила и се стопира на слънчевата сила. Той опитва със селенови фотоволтаични кафези, само че ги намира за прекомерно неефективни.
Междувременно химикът Калвин Фулър и физикът Джералд Пиърсън работят върху управлението на свойствата на полупроводниците посредством въвеждане на примеси.
Фулър дава на Пиърсън парче силиций, съдържащо примеси от галий. Пиърсън го потапя в литий, създавайки p-n преход. След това Пиърсън закача амперметър към парчето силиций и го осветява със светлина. За тяхна изненада амперметърът " подскача доста ".
Двамата познават Дарил Чапин и незабавно се свързват с него. След това учените работят няколко месеца върху подобряването на свойствата на своите силициеви фотоволтаици. След редица усъвършенствания в дизайна, те свързват няколко фотоволтаични кафези, с цел да основат първата " слънчева батерия ".
Bell Labs афишира изобретението на 25 април 1954 година в Ню Джърси. Учените организират обществена проява на своя безоблачен панел, като го употребяват за зареждане на дребна играчка виенско колело, както и на радиопредавател.
Тези първи силициеви фотоволтаични кафези имат към 6 % успеваемост при преобразуването на силата на слънчевата светлина в електричество, голямо усъвършенстване по отношение на всички предишни опити в региона.
New York Times написа, че силициевата слънчева клетка " може да означи началото на нова епоха, водеща в последна сметка до реализирането на една от най-съкровените фантазии на човечеството - преодоляването на съвсем неограничената сила на Слънцето за потребностите на цивилизацията ".
Първите силициеви слънчеви кафези са скъпи за произвеждане и ранните старания за комерсиализация не водят до триумф.
Но в границите на единствено няколко години слънчевите кафези навлизат стремително в галактическата промишленост. Иновацията е възприета и от двете страни на Желязната завеса и скоро в орбита политат руски и американски апарати, захранвани с ток от Слънцето.
Технологията не стопира да се развива, като редом се намират по-евтини способи за произвеждане, а успеваемостта се усилва.
Днес междинната успеваемост на фотоволтаични системи е 14-18%. Има слънчеви системи предлагащи и много над това, като върхът е към 40 %.
В момента Китай държи най-големия дял от слънчеви мощности в света, като единствено през 2020 година са въведени в употреба към 40 гигавата мощности. Така фантазията на американския откривател от 19 век се оказва действителност и фотоволтаичните централи в действителност съперничат на ТЕЦ-овете и даже на атомните електроцентрали.
Източник: dnesplus.bg
КОМЕНТАРИ