Vývoj Solárního článku

Převod slunečního světla přímo na elektřinu - fotovoltaický efekt byl poprvé experimentálně prokázán francouzským fyzikem Edmondem Becquerelem. V roce 1839 dal devatenáctiletý chlorid stříbrný do kyselého roztoku v otcově laboratoři a rozsvítil ho, zatímco byly připojeny platinové elektrody, čímž se generovalo napětí a proud.

Se selenem a zlatem na elektřinu

Na základě Becquerelova efektu vyvinul Charles Fritts první solární článek o 45 let později. Skládalo se z vrstvy selenu pokryté tenkou vrstvou zlata. Měl účinnost nejméně 1%. Tento jev byl proto po dlouhou dobu používán pouze ve fotodiodách.

Znalosti jsou konkurenční výhodou

Zůstaňte v obraze: S naším zpravodajem vás redaktoři stavební praxe informují každé úterý a pátek o tématech, novinkách a trendech z oboru.

Přihlaste se nyní!

Zpočátku pracovali v kouřových detektorech, světelných metrech nebo infračervených přijímačích, dokud nebyl do vesmíru v roce 1958 vypuštěn větší satelit se satelitem Vanguard 1. Na palubě solární článek poskytoval dostatek energie na sedm let pro zasílání dat na Zemi.

Hlavní zdroj energie ve vesmíru

V 60. letech došlo k postupnému zlepšování. Dosud bylo kosmické cestování jediným odvětvím, které těží z nejlepších možných, a proto drahých buněk, a byl připraven zaplatit za něj spoustu peněz. Nebyl důvod investovat do levnějších a méně účinných řešení.

Teprve přechod z elektronových elektronek na integrované obvody v 60. letech 20. století umožnil díky polovodičovému průmyslu větší krystalové ingoty za nižší ceny. Když jejich cena klesla, klesla také cena solárních článků z nich vyrobených. To snížilo náklady na buňku z roku 1971 na přibližně 100 $ za watt

Technologie stručně vysvětlena

Vývoj Teslovy cívky

Ceny klesají a klesají

Od roku 1977 klesla cena za watt v roce 2015 ze 76 na 0,30 $. Dnes jsou solární články primárním zdrojem energie pro satelity a sondy, protože nabízejí nejlepší poměr energie a hmotnosti. Fotovoltaika roste nejrychleji v Asii, přičemž Čína a Japonsko v současné době tvoří polovinu svého celosvětového využití. Celosvětová instalovaná kapacita dosáhla v roce 2016 přibližně 301 GW a do roku 2016 vzrostla na 1,3% celosvětové dodávky elektřiny.

Zvyšuje se také účinnost: Výzkumníci společnosti Fraunhofer ISE dosáhli účinnosti 46% - to znamená, že solární články jsou nyní účinnější než rostliny.

Jak fungují solární články?

Fotony slunečního záření dopadly na solární panel a jsou absorbovány polovodičovými materiály. Elektrony jsou vzrušeny. Jakmile je elektron vzrušený, může buď rozptýlit energii jako teplo a vrátit se do svého atomového orbitálu nebo cestovat skrz FV článek, dokud nedosáhne elektrody. Proud potom protéká materiálem.

Chemické vazby materiálu jsou rozhodující pro fungování tohoto procesu a křemík se obvykle používá ve dvou vrstvách, přičemž jedna vrstva je dopována bórem a druhá fosforem. Tyto vrstvy mají různé chemické elektrické náboje a poté řídí a řídí proud.

Solární články zapojené do série přeměňují sluneční energii na použitelné množství stejnosměrného proudu, který měnič poté převede na střídavý proud.