Historia fotowoltaiki – kto odkrył efekt fotowoltaiczny?

Historia fotowoltaiki – kto odkrył efekt fotowoltaiczny?

Historia fotowoltaiki ciągnie się od teraźniejszości po XVIII wiek. Efekt fotowoltaiczny, podstawowy mechanizm działania paneli słonecznych, został odkryty w 1839 roku przez francuskiego fizyka, Edmonda Becquerela. W trakcie swoich eksperymentów z metalowymi elektrodami i roztworami elektrolitów zauważył, że światło padające na elektrody powoduje wzrost napięcia​. Dopiero wiele lat później, w 1883 roku, amerykański wynalazca Charles Fritts stworzył pierwszą funkcjonalną komórkę słoneczną, używając selenowych ogniw pokrytych cienką warstwą złota. To była jedna z pierwszych prób praktycznego wykorzystania efektu fotowoltaicznego do produkcji energii elektrycznej.

Tajemnicza historia pierwszego wynalazcy panelu fotowoltaicznego

Dziennikarskie śledztwo ujawnia, że historia pierwszego ogniwa fotowoltaicznego nadaje się na materiał filmu detektywistycznego. George Cove, kanadyjski badacz, opatentował krzemowe panele słoneczne w 1905 roku. Jego firma, Sun Electric Generator Corporation, otrzymała 5 milionów dolarów na rozwój projektu, co dziś odpowiada 160 milionom dolarów. Prasa przewidywała, że wynalazek zrewolucjonizuje transport lotniczy i poprawi życie najuboższych.

Jednak w 1909 roku Cove zaginął w tajemniczych okolicznościach. Jego zdjęcie z wynalazkiem później przypisano Charlesowi Frittsowi, który działał w 1883 roku. Magazyn Low Tech Magazine potwierdził, że Cove został celowo usunięty ze zdjęcia.

Artykuł z The New York Herald informował, że Cove został porwany przez nieznanych sprawców, którzy żądali rezygnacji z patentu i zamknięcia firmy. Choć Cove odmówił i został uwolniony, jego firma zbankrutowała. Tajemnicze zniknięcie Cova i sabotowanie jego projektu rodzi wiele pytań o to, kto mógł być zaangażowany w jego upadek.

Grafika przedstawia George Cove'a, od którego zaczęła się historia fotowoltaika, o którym mowa w artykule. Stoi obok prototypu paneli fotowoltaicznych.
Do dziś niewyjaśnione są okoliczności zniknięcia George Cove’a

Albert Einstein współtwórcą historii fotowoltaiki

W 1904 roku Albert Einstein opublikował pracę, w której opisał naturę światła i efekt fotowoltaiczny. Udowodnił, że światło to strumień cząstek zwanych fotonami, z których każdy niesie określoną porcję energii – kwant. Kiedy foton oddziałuje z elektronem na powierzchni metalu, przekazuje mu całą swoją energię. Jeśli energia fotonu przekracza energię wiązania elektronu, elektron zostaje uwolniony, co prowadzi do efektu fotowoltaicznego. Za to odkrycie Einstein otrzymał Nagrodę Nobla w 1921 roku. W 1916 roku Amerykanin Robert Millikan eksperymentalnie potwierdził teorię Einsteina, dostarczając dowodów na istnienie efektu fotowoltaicznego.

Jan Czochralski wynalazcą krzemu monokrystalicznego

W XX wieku historia fotowoltaiki przyspieszyła dzięki wynalazkom takim jak metoda produkcji monokrystalicznego krzemu opracowana przez Jana Czochralskiego w 1916 roku. Metoda Czochralskiego, znana również jako proces Czochralskiego, pozwala na otrzymywanie pojedynczych kryształów krzemu o wysokiej czystości, co jest niezbędne do produkcji wydajnych ogniw słonecznych.  Osiągnięcie to umożliwiło budowę pierwszego krzemowego ogniwa fotowoltaicznego w 1941 roku, co zrewolucjonizowało przemysł energetyczny i elektroniczny. Dzięki jego metodzie możliwe było wytwarzanie krzemowych wafli, które stały się podstawowym materiałem do produkcji półprzewodników używanych w komputerach, telefonach i innych urządzeniach elektronicznych​.

Grafika przedstawia niesamowite osiągnięcie polaka Jana Czochralskiego, o którym historia fotowoltaiki nigdy nie zapomni.
Proces wynaleziony przez Polaka był przełomowy dla historii fotowoltaiki.

Historia fotowoltaiki późnych lat XX wieku

Lata 70. przyniosły znaczący wzrost zainteresowania fotowoltaiką, głównie z powodu kryzysu energetycznego. W tym okresie rządy, zwłaszcza w Stanach Zjednoczonych, zaczęły inwestować w badania nad alternatywnymi źródłami energii, w tym energią słoneczną. Powstały pierwsze programy wsparcia dla rozwoju technologii fotowoltaicznych.

W latach 80. i 90. rozwój fotowoltaiki był napędzany przez postęp technologiczny i rosnące zainteresowanie ochroną środowiska. Wprowadzono nowoczesne technologie produkcji, takie jak metoda Czochralskiego do wytwarzania monokrystalicznych wafli krzemowych, które znacząco poprawiły efektywność i obniżyły koszty produkcji ogniw słonecznych​.

Pod koniec XX wieku, rozwój rynku fotowoltaicznego przyspieszył dzięki wsparciu politycznemu i ekonomicznemu, zwłaszcza w Europie i Japonii. Wprowadzono różne programy dotacji i ulg podatkowych, co zwiększyło atrakcyjność inwestycji w nowe technologie. W efekcie, fotowoltaika zaczęła odgrywać coraz większą rolę w globalnym miksie energetycznym, stając się jedną z najszybciej rozwijających się technologii odnawialnych.

Historia fotowoltaiki dzieje się na naszych oczach

W XXI wieku fotowoltaika przeszła dynamiczny rozwój, który zrewolucjonizował sektor energetyczny. Na początku dekady, koszty produkcji energii słonecznej były nadal wysokie, co ograniczało jej powszechne zastosowanie. Jednak dzięki znacznym postępom technologicznym i ekonomii skali, koszty te zaczęły gwałtownie spadać. Jak czytamy w raporcie IRENA, między 2010 a 2020 rokiem, koszty produkcji energii z dużych instalacji fotowoltaicznych spadły o 85%.

Chiny odegrały kluczową rolę w globalnym rynku fotowoltaiki, stając się największym producentem i instalatorem paneli słonecznych na świecie. W 2011 roku wprowadzono korzystne taryfy gwarantowane (feed-in tariffs), co przyspieszyło rozwój sektora. Dzięki temu, w 2017 roku Chiny osiągnęły 130 GW zainstalowanej mocy fotowoltaicznej, przewyższając Niemcy i stając się światowym liderem​.

W Europie i Stanach Zjednoczonych również zauważono znaczący wzrost. Wprowadzono różne mechanizmy wsparcia, takie jak systemy aukcyjne i ulgi podatkowe, które stymulowały rozwój fotowoltaiki. W 2020 roku globalna zainstalowana moc fotowoltaiczna przekroczyła 760 GW, co było rezultatem stałego wzrostu przez poprzednie dwie dekady​.

Historia fotowoltaiki to nie tylko jej wynalezienie. Z dnia na dzień mocy z fotowoltaiki przybywa na całym świecie.
Historia fotowoltaiki to nie tylko wynalazcy i ich wynalazki – to również wielkie inwestycje XXI wieku.

Ile dzisiaj produkujemy energii z fotowoltaiki na świecie?

Historia fotowoltaiki nabrała tempa, prowadząc do rekordowych poziomów produkcji energii słonecznej na całym świecie. W 2024 roku globalna produkcja energii z fotowoltaiki osiągnęła nowe rekordy. Szacuje się, że do końca roku zostanie zainstalowane około 400 GW nowych mocy fotowoltaicznych, co zwiększy globalną zainstalowaną moc do ponad 1,3 TW. Globalne spadki cen modułów fotowoltaicznych oraz rozwój systemów magazynowania energii dodatkowo napędzają rozwój rynku. W 2023 roku ceny modułów osiągnęły rekordowo niskie poziomy, co uczyniło energię słoneczną bardziej konkurencyjną w porównaniu z tradycyjnymi źródłami energii​. Historia fotowoltaiki pokazuje, jak postęp technologiczny i wsparcie polityczne mogą przyczynić się do rozwoju odnawialnych źródeł energii na dużą skalę.

Bartosz Dworaczyk
Bartosz Dworaczyk
Redaktor

Magister inżynier studiów związanych z inżynierią i ochroną środowiska. Interesuje się głównie tematyką gospodarki w obiegu zamkniętym - w tym OZE, fotowoltaika i ochrona klimatu. W wolnych chwilach pasjonat sportu i polskiej muzyki rockowej.

Powiązane posty
Zostaw komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie udostępniony.

pięć + trzynaście =