太阳能的简史

以下是来宾撰稿人Dane Cross撰写的太阳能电池板和太阳能的出色历史。我想您会非常喜欢的-我做到了！

阿基米德，爱因斯坦和阿诺德·施瓦辛格都有什么共同点？回答：它们都为太阳能的发展做出了贡献。

从公元前3世纪开始，阿基米德通过使用黄铜盾牌将太阳光线集中在罗马船上（它们突然燃烧），与罗马飞船作战，这是科学史上一些最著名的PS所做的工作，利用了太阳的力量长期以来一直是人类创新的目标。让我们看一些重点：

1767年–太阳能烤箱

瑞士物理学家，高山探险家和贵族Horace de Saussure被认为发明了第一个工作的太阳能烤箱，以及其他发现。烤箱由5层玻璃构成，宽约12英寸，通过让光穿过玻璃然后被黑衬里吸收并转化为热量来工作。然后，热量被玻璃反射，因此将盒子内的空间加热到87.5摄氏度。

他写道：“暴露于高温的水果被煮熟，变得多汁。”

1839年–光伏效应

Edmond Bequerel于1820年出生于巴黎，他发现，将两个电极放在电解质（导电溶液）中时，当光照射到电解质上时会产生电压。太阳能的基本原理已被发现。

1873年–硒

英国电气工程师Willoughby Smith完全是偶然地发现了硒的光电导性。他正在开发一种连续测试水下电报电缆的方法，并选择硒棒作为测试电路的高电阻半导体。尽管硒似乎可以胜任工作，但仍然出现不一致的结果。史密斯认识到硒的电导率受所暴露的光量的影响。他在当年2月发表于《自然》上的一篇论文中描述了这种效应。

1876年–光电

国王学院的一位教授威廉·格里尔斯·亚当斯（William Grylls Adams）和他的学生理查德·埃文斯·戴（Richard Evans Day）在1876年发现，硒在暴露于光线时会产生电。他们将铂电极连接到硒上，并在硒暴露于光下观察电极中的电流。尽管没有足够的电力来为任何东西供电，但他们表明，无需使用任何运动部件，就可以从光中产生电能。

1883年–第一个工作的太阳能电池

美国发明家查尔斯·弗里茨（Charles Fritts）开发了第一个太阳能电池，将硒涂在金薄层上。该方法仅能达到1％的效率，因此对于一般用途而言是不切实际的。

1904年–爱因斯坦的光电子论文

爱因斯坦在题为“关于光的产生和转换的启发式观点”的活泼标题中，首次提出了光与电子之间的关系。尽管当时引起争议，但它逐渐被科学界所接受，并导致他于1921年获得诺贝尔奖。

1916年下半年，罗伯特·米利坎（Robert Millikan）将通过实验证明爱因斯坦的光电效应理论。

1918年–意外晶体

波兰科学家Jan Czochralski发现了一种完全偶然制造单晶硅的方法-他错误地将钢笔浸入了熔融锡的坩埚中，而不是浸入了墨水池中。结果产生了一根细线，凝固的金属。单晶半导体和金属在整个电子领域变得至关重要，它们的效率和稳定性不仅对硅太阳能电池的发展做出了贡献，而且对于创建微处理器单元的晶体管也至关重要。

1954年–重大突破

贝尔实验室的三个研究人员-达里尔·查平，卡尔文·富勒和杰拉尔德·皮尔森–发现了硅太阳能电池。

Chapin几年来一直在试验基于硒的太阳能电池，但效率无法达到1％以上（相比之下，内燃达到20％左右）。同时，富勒（Fuller）和皮尔森（Pearson）正在开发硅晶体管，发现其中的一个在暴露于光下时会产生电。这三位科学家共同努力，于1954年展示了他们的“太阳能电池”，为小型玩具风车和收音机供电，效率为6％。关键在于它们将硼扩散到硅中的能力，这一过程称为掺杂。第一个太阳能电池的大小只有一枚硬币，尽管在商业上不可行，但此后一直是太阳能电池开发的基础。

1956年— 213杜鲁门N.E.，新墨西哥州阿尔伯克基

在50年代中期，工程师Don Paxton和建筑师Frank Bridgers设计了世界上第一座商业太阳能建筑。利用倾斜30度的朝南玻璃墙以及机械和“被动式”太阳能技术，该结构大大领先于当时。依靠如今将使用计算机控制的机械解决方案，它们通过太阳能加热和蓄热达到了显着的效率水平。他们创建的模板至今仍用于创建节能住宅和商业场所。

1950年代后期–效率提高

在整个50年代后期，霍夫曼电子公司开发了越来越高效的太阳能电池。它最初于1957年以效率为8％的电池开始，然后在1960年最终发展为效率为14％的商业电池。

1950和60年代–太空竞赛

新兴的航天工业对最早的卫星中的可持续电源的需求导致了对太阳能技术的投资和开发。诸如Explorer VI和VII的卫星以及由Bell Labs推出的第一颗电信卫星Telstar 1（当时）使用的是最先进的太阳能电池，其光伏阵列可达到14瓦特。

1970年代–商业可行性

尽管在二十多年左右的时间里取得了长足的进步，但是太阳能技术仍然过于昂贵，无法在地面装置上实现商业应用。在70年代初，埃利奥特·伯曼（Elliot Berman）博士（由埃克森公司提供资金）设计了一种成本更低的太阳能电池，它使用了较低等级的硅和更便宜的外壳，使每瓦的成本从100美元降低到20美元。远离市电的安装（即石油钻井平台）使用的是电池而不是昂贵且笨拙的电池，这为地面太阳能技术提供了成为可行的主流解决方案所需的资金。

1972年–能源转换研究所

特拉华大学建立了第一个致力于光伏研究发展的实验室。一年后，这导致了世界上第一座以光伏为动力的房屋之一-“ Solar One”。使用今天称为太阳能“馈电”的模型，白天产生的多余电力会反馈到电网中，而在晚上，房屋可以从电网中提取购买的电力。

1977年– 500千瓦和计数

光伏制造业产量首次超过500千瓦

1978年–实施首次上网电价

第一种形式的上网电价补贴是在美国总统吉米·卡特（Jimmy Carter）于1978年签署《国家能源法》（NEA）后实施的。其目的是鼓励节约能源和开发新能源，包括太阳能，风能和地热能等可再生能源。

1980年代–太阳能成为主流

在整个1980年代，太阳能的发展仍在继续。薄膜太阳能电池允许在建筑物，车辆和消费品（例如手持计算器）上安装更小，更便宜，更高效的太阳能装置。

1982年–太阳能汽车

德国汽车制造商大众汽车开始在达舍尔旅行车顶部测试太阳能光伏阵列。阵列为车辆的点火系统产生约160瓦的功率。

1986年–克莱默交界处

世界上最大的太阳能热能工厂计划在加利福尼亚州的克莱默交界处建造。该设施由成排的镜子组成，这些镜子将来自太阳的能量集中到循环传热流体的管道系统中。然后，使用该流体产生蒸汽，该蒸汽将为常规涡轮机提供动力，从而产生电能。

1990年–在国家电力馈入法的陪同下，在德国启动了1000屋顶计划

与卡特上网电价计划一样，电价低于最终消费者价格，当时的光伏成本很高，这对光伏发展起到了很大作用。

1990年代–网格的曙光

Pacific Gas＆Electric在加利福尼亚的克尔曼市完成并安装了首个由电网支持的光伏系统，这是世界上第一个“分布式电源”。

1996年–伊卡雷飞行

Icare当时是世界上最先进的太阳能飞机，于1996年飞越德国。超过3,000个超高效太阳能电池覆盖了飞机的机翼和机尾表面。

那年晚些时候，开始开发Solar 2，这是其1973 Solar One项目的升级版。太阳二号是一个巨大的进步，因为它展示了即使在阳光不照耀的情况下也可以发电的能力。这也有助于提高对电力塔的商业兴趣。

1999年– 32.3％的效率

Spectrolab，Inc.与国家可再生能源实验室合作开发了一种光伏太阳能电池，该电池将接收到的32.3％的阳光转化为电能。

1999年–在德国启动100,000个太阳能屋顶计划

德国启动了“ 100,000个太阳能屋顶”计划，目标是在六年内创造300兆瓦的光伏发电容量。该计划由德国国会议员兼欧洲太阳能协会主席Hermann Scheer博士发起。

2000年–赫尔曼·谢尔（Hermann Scheer）在德国国会通过了《国家可再生能源法》

它的独特之处在于依赖技术的上网电价。对于光伏而言，关税水平远高于最终消费者价格。这创造了一个（人造）市场，使光伏产业从利基市场发展为成人产业。第二个独特的部分是不断降低的关税税率，迫使该行业保持警惕。

2000年代—最大的住宅太阳能安装完成

科罗拉多州的一个家庭安装了最大的住宅装置，并根据“百万太阳能屋顶”计划进行了注册。该系统的功率为12千瓦，可为6,000平方英尺的房屋提供大部分能源。

2004年—在德国安装了1 GW的PV

‘努夫说。

2004年-百万个太阳能屋顶

加州州长阿诺德·施瓦辛格（Arnold Schwarzenegger）提出了“太阳能屋顶计划”，到2017年在加利福尼亚州建造一百万个太阳能屋顶。

2006年—光伏中的多晶硅使用量首次超过所有其他多晶硅使用量

造成这种情况的原因是其生产成本低于单晶硅。

那年晚些时候，当新的太阳能电池突破了“ 40％高效”的日光发电障碍时，太阳能电池技术就创下了新的世界纪录。

2007年– 42.8％的效率

特拉华大学声称未经独立确认就在太阳能电池技术上取得了42.8％的新世界纪录。

2008年– CleanTechnica推出

CleanTechnica开始发表有关廉价太阳能电池板和太阳能的文章。（好的，也许不像上面那样显着。）

2008年及以后

近年来，太阳能已作为一种可再生能源形式迅速普及，这在很大程度上归功于政府的激励措施，例如上网电价。尽管今年许多国家/地区降低了每千瓦房主的支付额，但其他公司也加入了竞争，在财务和环境方面，激励措施仍然很有意义。

对技术本身的研究和投资数量以惊人的速度持续发展，工程师和创新者不乏勇于冒险的人。

我敢肯定，这个时间表会延长到很长的将来。

戴恩·克罗斯（Dane Cross）是自由撰稿人和绿色爱好者，目前代表英国太阳能电池板和热泵提供商Ardenham Energy写作。

图片：太阳能农场礼节性快门