2022-06-06
"El nacimiento de la energía fotovoltaica
En 1839, AE Becquerel, un científico francés de 19 años, insertó lentamente dos electrodos de platino en una solución ácida de cloruro de plata en el laboratorio de su padre.Sin que él lo supiera, con este experimento "incorrecto" se estaba abriendo lentamente la puerta al mundo de la energía fotovoltaica.Al medir la corriente que fluía entre estos electrodos, descubrió que la corriente en la luz era ligeramente mayor que la corriente en la oscuridad;A este fenómeno lo llamó efecto fotovoltaico.Lo que no anticipó fue que la pequeña fotocorriente que observó en este experimento provocaría un cambio importante en el uso de energía humana un siglo después.En honor a su descubrimiento, el efecto fotovoltaico también se conoce como "efecto Becquerel".
Después de que los experimentos de Becquerel permanecieran inactivos durante 37 años, el científico británico William Grills Adams y su alumno Richard Evans Day descubrieron que el selenio produce electricidad cuando se expone a la luz.Aunque el selenio no podía proporcionar la energía eléctrica necesaria para los componentes electrónicos utilizados en ese momento, esto demostró que los metales sólidos podían convertir directamente la luz en electricidad.
En 1883, el científico estadounidense Charles Fritz colocó una capa de electrodo metálico de selenio sobre una lámina de germanio para establecer la primera célula fotovoltaica.Aunque tenía una eficiencia de conversión de sólo el 1% y era extremadamente costosa, Fritz era ambicioso: "Produce electricidad de forma continua y constante, no sólo durante el día, sino también mediante el uso de luz dispersa e incluso luz tenue... Es posible que pronto veamos energía fotovoltaica ¡Paneles que compiten con [las centrales eléctricas de carbón]! " Desafortunadamente, su predicción no se hizo realidad.Había enviado una célula fotovoltaica a Siemens, entonces a la par de Edison, que elogió su invento.Siemens creía que la tecnología fotovoltaica tenía una importancia de gran alcance en la ciencia, y Maxwell, el toro de la física de la época, también estaba de acuerdo, ya que había hecho famoso en física el famoso "sistema de ecuaciones de Maxwell".Desde entonces, muchos científicos han comenzado a realizar investigaciones básicas sobre el efecto fotoeléctrico.Sin embargo, ya sea Siemens o Maxwell, no han podido descifrar el secreto que se esconde detrás de la energía fotovoltaica.
Después de 24 años de este misterio, otro gigante de la física, Albert Einstein, finalmente logró un gran avance, quien en 1907 proporcionó una explicación teórica del efecto fotoeléctrico basada en su hipótesis cuántica del fotón de 1905.Por ello recibió el Premio Nobel de Física en 1921. Entre 1912 y 1916, el físico experimental estadounidense Robert Andrews Milliken confirmó mediante experimentos la conjetura de Einstein sobre el efecto fotoeléctrico y recibió el Premio Nobel de Física en 1923. Con el sólido apoyo En teoría, el desarrollo de la energía fotovoltaica comenzó a entrar en la vía rápida.
En 1916, el químico polaco Jan Czeklarski descubrió el proceso de extracción de cristales para purificar el silicio monocristalino y lo llamó Método Czeklarski en su honor.Esta tecnología no comenzó a aplicarse prácticamente a la fabricación de obleas en la industria de fabricación de semiconductores hasta la década de 1950, y con la creciente demanda de dispositivos semiconductores a gran escala, este proceso está en constante evolución.
La rueda de la historia avanzó casi 20 años más cuando, en 1934, los científicos comenzaron a investigar sobre células solares de película delgada e imaginaron la creación de sistemas energéticamente autosuficientes a través de células solares.Los datos experimentales mostraron que la eficiencia de la generación de energía podría mejorarse dopando el material con impurezas metálicas.
En 1940, el experto estadounidense en semiconductores Russell Orr creó la estructura básica de la unión pn de diodo de estado sólido, que sentó una base sólida para la invención y fabricación de células solares, lo que hizo avanzar enormemente la generación de energía fotovoltaica al campo industrial.
En 1953, el físico estadounidense Daryl Chapin, Gerald Pearson y el químico Calvin Sauser Fowler fabricaron células solares de silicio cristalino, cada una de unos 2 centímetros de tamaño, con una eficiencia de producción de alrededor del 4%.Desde entonces, las células solares se han ido abriendo camino poco a poco en la industria.
en la industria
El 17 de marzo de 1958, el segundo satélite artificial estadounidense utilizó células químicas y fotovoltaicas, a través del lanzador al espacio.Este pequeño satélite sentó las bases para el uso de células solares, que desde entonces se han desarrollado gradualmente para la exploración espacial.El valor de la vida útil prolongada de las naves espaciales lograda gracias a las baterías supera con creces el alto costo de la fabricación de células solares.Además, las células solares se han vuelto más baratas y menos riesgosas que los generadores de radioisótopos.Hoy en día, la mayoría de las naves espaciales están equipadas con células solares y alrededor de 1.000 satélites en el mundo utilizan energía fotovoltaica para generar electricidad.En el espacio, las células solares alcanzan una potencia de 220 vatios por metro cuadrado.
En 1976, el gobierno australiano decidió explotar toda la red de telecomunicaciones del interior a través de estaciones de células fotovoltaicas.La creación y explotación de centrales fotovoltaicas tuvo tanto éxito que aumentó la confianza en la tecnología solar en todo el mundo.
Desde 1980, pequeñas plataformas de perforación petrolera no tripuladas en el Golfo de México han sido equipadas con módulos solares y han ido reemplazando gradualmente las grandes baterías utilizadas anteriormente con las ventajas de economía y practicidad.
Desde 1983, la Guardia Costera de EE. UU. comenzó a utilizar energía fotovoltaica para el suministro de energía de sus luces de señalización y de navegación.En ese momento, la participación estadounidense en el mercado fotovoltaico mundial era de alrededor del 21%, y el mercado fotovoltaico era principalmente para soluciones de sistemas independientes.
Desde 1990, el ingeniero suizo Markus Real sugiere que desde el punto de vista económico tiene más sentido equipar cada casa con su propio sistema fotovoltaico, es decir, apoyar la conversión descentralizada de energía.Instaló 333 sistemas fotovoltaicos de 3 kW sobre tejados en edificios individuales de Zúrich.
En 1991, Alemania lanzó el programa 1.000 Techos y la "Ley de Alimentación" obligó a las empresas de servicios públicos a obtener electricidad de pequeñas plantas de energía renovable.Se fundaron Solon AG en Berlín y una planta solar en Friburgo.
En 1994 y 1997, Japón y Estados Unidos lanzaron el Programa del Millón de Techos.
En 2010, la potencia nominal total de las instalaciones fotovoltaicas en Alemania superó los 10 gigavatios y en 2015 la potencia nominal de las instalaciones fotovoltaicas en todo el mundo alcanzó los 200 gigavatios.
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