全球光伏发展简史
回顾历史有助于我们理解光伏技术的发展。以下按时间顺序列出了与太阳能电池发展相关的历史事件:
自1839年法国科学家E.贝克勒尔在液体中发现光生伏特效应(又称光伏现象)以来,太阳能电池已经历了160多年的漫长发展历史。
总体而言,基础研究和技术进步都对太阳能电池的发展起到了积极的推动作用。美国贝尔实验室三位科学家成功研制出单晶硅太阳能电池,对太阳能电池的实际应用起到了决定性的作用,是太阳能电池发展史上的一个里程碑。迄今为止,太阳能电池的基本结构和机理基本保持不变。
1877年,W.G.亚当斯和R.E.戴伊研究了硒(Se)的光伏效应,制成了第一块硒太阳能电池。
1883年,美国发明家查尔斯·弗里茨描述了第一个硒太阳能电池的原理。
1904年,哈尔瓦克斯发现铜和氧化亚铜的结合物(Cu/Cu2O)具有光敏性;德国物理学家爱因斯坦发表了关于光电效应的论文。
1918年,波兰科学家Czochralski开发了生长单晶硅的Czochralski法。
1921年,德国物理学家阿尔伯特·爱因斯坦因其1904年提出的解释光电效应的理论而获得诺贝尔物理学奖。
1930年,B. Lang研究了氧化亚铜/铜太阳能电池,发表了论文"《一种新型光伏电池》。" W. Schottky发表了论文"《一种新型氧化亚铜光伏电池》。"
1932年,奥多贝尔和斯托拉发现了硫化镉(CdS)的光伏效应。
1933年,LO Grondahl发表了论文"铜-氧化亚铜整流器和光电池。"
1941年,奥尔发现了硅的光生伏特效应。
1951年,pn结生长出来,从而可以制造单晶锗太阳能电池。
1953年,美国韦恩州立大学的Dan Trivich博士基于太阳能首次完成了对各种不同带隙宽度材料的光伏效率的理论计算。
1954年,RCA实验室的P.Rappaport等人报道了硫化镉的光伏效应(RCA:美国无线电公司)。
贝尔实验室的研究人员 DM Chapin、CS Fuller 和 GL Pearson 报告发现了一种效率为 4.5% 的单晶硅太阳能电池,几个月后效率就达到了 6%。
1955年,西部电气公司开始出售硅光伏技术的商业专利。当时,亚利桑那大学举办了一场国际太阳能会议。霍夫曼电子公司推出了一款商用太阳能电池产品,效率为2%,每块电池14毫瓦,售价为每块电池25美元,相当于每瓦1785美元。
1956 年,P. Pappaport、JJ Loferski 和 EG Linder 发表了一篇题为《锗和硅 pn 结中的电流效应》的文章。
1957年,霍夫曼电子公司(Hoffman Electronics)的单晶硅电池效率达到了8%。D.M.查宾(D.M. Chapin)、C.S.富勒(C.S. Fuller)和G.L.皮尔逊(G.L. Pearson)获得了他们的太阳能转换装置专利。
1958年,美国通信兵团的T. Mandelkorn研制出n/p型单晶硅光伏电池,这种电池具有很高的抗辐射性能,对太空电池至关重要。霍夫曼电子公司将单晶硅电池的效率提升至9%。第一颗由光伏电池供电的卫星“先驱者1号”发射升空,其搭载的光伏电池面积为100cm²,输出功率为0.1W,用于为一个5mW的备用麦克风供电。
1959年,霍夫曼电子公司实现了10%的商用单晶硅电池效率,通过使用栅极显著降低了电池的串联电阻。当时发射的“探索者6号”卫星,配备了由9600块太阳能电池组成的阵列,每块面积为2平方厘米,总功率为20瓦。
1960年,霍夫曼电子公司在单晶硅电池中实现了14%的效率。
1962年,第一颗商业通讯卫星Telstar发射,采用14W太阳能电池。
1962年,第一颗商业通讯卫星Telstar发射,采用14W太阳能电池。
1962年,第一颗商业通讯卫星Telstar发射,采用14W太阳能电池。
1963年,夏普公司成功生产出光伏电池组件;日本在灯塔上安装了242W的光伏阵列,为当时世界上最大的光伏阵列。
1964年,"Numberland"号航天器发射升空,配备了470W的光伏阵列。
1965年,Peter Glaser和AD Little提出了卫星太阳能发电站的概念。
1966年,配备有1000W光伏阵列的大型轨道天文台发射升空。
1972年,法国研究人员在尼日尔一所乡村学校安装了硫化镉光伏系统,为教育电视供电。
1973年,美国特拉华大学建造了世界上第一座光伏房屋。
1974年,日本启动光伏发电“阳光计划”,泰科实验室生长出第一条EFG晶体硅带,宽25毫米,长457毫米(EFG代表边缘定义薄膜进给生长)。
1977年,全球光伏电池产量超过500千瓦。DE Carlson和CR Wronski在WE Spear 1975年控制pn结工作的基础上,开发出世界上第一块非晶硅(a-Si)太阳能电池。
1979年,全球太阳能电池安装容量达到1兆瓦。
1980年,ARCO Solar成为首家年产能达到1MW的光伏电池制造商。三洋电机率先在手持式袖珍计算器中采用非晶硅电池,随后完成了非晶硅模块的量产并进行了户外测试。
1981年,一架名为“太阳能挑战者”的光伏动力飞机成功飞行。
1982年,全球太阳能电池年产量超过9.3兆瓦。1983年,全球太阳能电池年产量超过21.3兆瓦。一辆名为SolarTrek的1千瓦光伏汽车穿越澳大利亚,在20天内行驶了4000公里。
1984年,推出了面积为929cm2的商用非晶硅太阳能电池模块。
1985年,单晶硅太阳能电池价格达到10美元/瓦,澳大利亚新南威尔士大学的马丁·格林研制出效率达20%的单晶硅太阳能电池。
1986年6月,ARCO Solar发布了世界上第一款商用薄膜太阳能电池电源模块G-4000。
1987 年 11 月,通用汽车 Sunraycer 赢得了宾得世界太阳能挑战赛光伏汽车比赛的冠军,该车横跨澳大利亚 3,100 公里,平均时速约为 71 公里/小时。
1990年,世界太阳能电池年产量超过46.5MW。
1991年,世界太阳能电池年产量突破55.3MW;瑞士格拉策尔教授研制的纳米TiO2染料敏化太阳能电池,效率达到7%。
1992年,世界太阳能电池年产量超过57.9兆瓦。
1993年,世界太阳能电池年产量超过60.1兆瓦。
1994年,世界太阳能电池年产量超过69.4兆瓦。
1995年,世界太阳能电池年产量超过77.7兆瓦;光伏电池总装机容量达到500兆瓦。
1996年,世界太阳能电池年产量超过88.6兆瓦。
1997年,世界太阳能电池年产量超过125.8兆瓦。
1998年,世界太阳能电池年产量超过151.7兆瓦;多晶硅太阳能电池产量首次超过单晶硅太阳能电池。
1999年,世界太阳电池年产量超过201.3MW,美国国家可再生能源实验室(NREL)的M.A. Contreras等人报道,铜铟锡(CIS)太阳电池效率达到18.8%,非晶硅太阳电池占据12.3%的市场份额。
2000年全球太阳电池年产量超过399MW,吴晓玲、Dhere RG、Aibin DS等报道碲化镉(CdTe)太阳电池效率达到16.4%,单晶硅太阳电池价格约为3美元/W。
2002年全球太阳能电池年产量超过540MW,多晶硅太阳能电池价格约为2.2美元/W。
2003年,全球太阳能电池年产量超过760MW,德国Fraunhofer ISE公司研制的LFC(激光烧结接触)晶体硅太阳能电池效率达到20%。
2004年,全球太阳能电池年产量超过1200MW。德国弗劳恩霍夫太阳能研究所(Fraunhofer ISE)报告称,多晶硅太阳能电池效率为20.3%。非晶硅太阳能电池市场份额为4.4%,降至1999年的三分之一。CdTe占1.1%,CIS占0.4%。
2005年,全球太阳能电池年产量达到1,759兆瓦。




