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世界光伏發展史

從1839年法國科學家E.Becquerel發現液體的光生伏特效應(簡稱光伏現象)算起,太陽能電池已經經過了160多年的漫長的發展歷史。從總的發展來看,基礎研究和技術進步都起到了積極推進的作用。對太陽電池的實際應用起到決定性作用的是美國貝爾實驗室三位科學家關于單晶硅太陽電池的研制成功,在太陽能電池發展史上起到里程碑的作用。至今為止,太陽能電池的基本結構和機理沒有發生改變。

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第一塊太陽能板-1954

1877年W.G.Adams和R.E.Day研究了硒(Se)的光伏效應,并制作第一片硒太陽能電池。

1883年美國發明家charlesFritts描述了第一塊硒太陽能電池的原理。

1904年Hallwachs發現銅與氧化亞銅(Cu/Cu2O)結合在一起具有光敏特性;德國物理學家愛因斯坦(AlbertEinstein)發表關于光電效應的論文。

1918年波蘭科學家Czochralski發展生長單晶硅的提拉法工藝。

1921年德國物理學家愛因斯坦由于1904年提出的解釋光電效應的理論獲得諾貝爾(Nobel)物理獎。

1930年B.Lang研究氧化亞銅/銅太陽能電池,發表“新型光伏電池”論文;W.Schottky發表“新型氧化亞銅光電池”論文。

1932年Audobert和Stora發現硫化鎘(CdS)的光伏現象。

1933年L.O.Grondahl發表“銅-氧化亞銅整流器和光電池”論文。

1941年奧爾在硅上發現光伏效應。

1951年生長p-n結,實現制備單晶鍺電池。

1953年Wayne州立大學DanTrivich博士完成基于太陽光普的具有不同帶隙寬度的各類材料光電轉換效率的第一個理論計算。

1954年RCA實驗室的P.Rappaport等報道硫化鎘的光伏現象,(RCA:RadioCorporationofAmerica,美國無線電公司)。

貝爾(Bell)實驗室研究人員D.M.Chapin,C.S.Fuller和G.L.Pearson報道4.5%效率的單晶硅太陽能電池的發現,幾個月后效率達到6%。

1955年西部電工(WesternElectric)開始出售硅光伏技術商業專利,在亞利桑那大學召開國際太陽能會議,Hoffman電子推出效率為2%的商業太陽能電池產品,電池為14mW/片,25美元/片,相當于1785USD/W。

1956年P.Pappaport,J.J.Loferski和E.G.Linder發表“鍺和硅p-n結電子電流效應”的文章。

1957年Hoffman電子的單晶硅電池效率達到8%;D.M.Chapin,C.S.Fuller和G.L.Pearson獲得“太陽能轉換器件”專利權。

1958年美國信號部隊的T.Mandelkorn制成n/p型單晶硅光伏電池,這種電池抗輻射能力強,這對太空電池很重要;Hoffman電子的單晶硅電池效率達到9%;第一個光伏電池供電的衛星先鋒1號發射,光伏電池100c㎡,0.1W,為一備用的5mW話筒供電。

1959年Hoffman電子實現可商業化單晶硅電池效率達到10%,并通過用網柵電極來顯著減少光伏電池串聯電阻;衛星探險家6號發射,共用9600片太陽能電池列陣,每片2c㎡,共20W。

1960年Hoffman電子實現單晶硅電池效率達到14%。

1962年第一個商業通訊衛星Telstar發射,所用的太陽能電池功率14W。

1963年Sharp公司成功生產光伏電池組件;日本在一個燈塔安裝242W光伏電池陣列,在當時是世界最大的光伏電池陣列。

1964年宇宙飛船“光輪發射”,安裝470W的光伏陣列。

1965年PeterGlaser和A.D.Little提出衛星太陽能電站構思。

1966年帶有1000W光伏陣列大軌道天文觀察站發射。

1972年法國人在尼日爾一鄉村學校安裝一個硫化鎘光伏系統,用于教育電視供電。

1973年美國特拉華大學建成世界第一個光伏住宅。

1974年日本推出光伏發電的“陽光計劃”;Tyco實驗室生長第一塊EFG晶體硅帶,25mm寬,457mm長(EFG:EdgedefinedFilmFed-Growth,定邊喂膜生長)。

1977年世界光伏電池超過500KW;D.E.Carlson和C.R.Wronski在W.E.Spear的1975年控制p-n結的工作基礎上制成世界上第一個非晶硅(a-Si)太陽能電池。

1979年世界太陽能電池安裝總量達到1MW。

1980年ARCO太陽能公司是世界上第一個年產量達到1MW光伏電池生產廠家;三洋電氣公司利用非晶硅電池率先制成手持式袖珍計算器,接著完成了非晶硅組件批量生產并進行了戶外測試。

1981年名為SolarChallenger的光伏動力飛機飛行成功。

1982年世界太陽能電池年產量超過9.3MW。

1983年世界太陽能電池年產量超過21.3MW;名為SolarTrek的1KW光伏動力汽車穿越澳大利亞,20天內行程達到4000Km.

1984年面積為929c㎡的商品化非晶硅太陽能電池組件問世。

1985年單晶硅太陽能電池售價10USD/W;澳大利亞新南威爾土大學MartinGreen研制單晶硅的太陽能電池效率達到20%。

1986年6月,ARCOSolar發布G-4000———世界首例商用薄膜電池“動力組件”。

1987年11月,在3100Km穿越澳大利亞的PentaxWorldSolarChallengePV-動力汽車競賽上,GMSunraycer獲勝,平均時速約為71km/h。

1990年世界太陽能電池年產量超過46.5MW。

1991年世界太陽能電池年產量超過55.3MW;瑞士Gratzel教授研制的納米TiO2染料敏化太陽能電池效率達到7%。

1992年世界太陽能電池年產量超過57.9MW。

1993年世界太陽能電池年產量超過60.1MW。

1994年世界太陽能電池年產量超過69.4MW。

1995年世界太陽能電池年產量超過77.7MW;光伏電池安裝總量達到500MW。

1996年世界太陽能電池年產量超過88.6MW。

1997年世界太陽能電池年產量超過125.8MW。

1998年世界太陽能電池年產量超過151.7MW;多晶硅太陽能電池產量首次超過單晶硅太陽能電池。

1999年世界太陽能電池年產量超過201.3MW;美國NREL的M.A.Contreras等報道銅銦錫(CIS)太陽能電池效率達到18.8%;非晶硅太陽能電池占市場份額12.3%。

2000年世界太陽能電池年產量超過399MW;WuX.,DhereR.G.,AibinD.S.等報道碲化鎘(CdTe)太陽能電池效率達到16.4%;單晶硅太陽能電池售價約為3USD/W。

2002年世界太陽能電池年產量超過540MW;多晶硅太陽能電池售價約為2.2USD/W。

2003年世界太陽能電池年產量超過760MW;德國FraunhoferISE的LFC(Laserfired-contact)晶體硅太陽能電池效率達到20%。

2004年世界太陽能電池年產量超過1200MW;德國FraunhoferISE多晶硅太陽能電池效率達到20.3%;非晶硅太陽能電池占市場份額4.4%,降為1999年的1/3,CdTe占1.1%;而CIS占0.4%。

2005年世界太陽能電池年產量1759MW。