Aleksandrie-Enmonten Becquerel
Cómo se desarrollan los paneles fotovoltaicos
1. Antecedentes
El descubrimiento del #efecto fotovoltaico, la base de las células solares que permite.
convertir la luz solar en electricidad, se atribuye al físico francés Alexandre-Edmond Becquerel en 1839.
Cinco décadas después, en 1883, el inventor americano Charles Fritts creó la primera célula fotovoltaica. Para ello utilizó un semiconductor de selenio con una fina capa de oro. Era un pequeño dispositivo con una eficiencia del 1.0 %.
Después de 63 años más adelante, en 1946, fue patentada la célula solar como tal que para entonces era considerada como la ‘célula moderna’ gracias a la preocupación del ingeniero americano Russell Shoemaker Ohl.
También figura el nombre Sven Ason Berglund como el personaje que por esta época o poco antes de 1946 había patentado a esta célula con el nombre de ‘células fotosensibles’.
En estos afanes de mejorar la calidad de las células solares, por los años cincuenta aplican una novedosa tecnología conocida como #dopaje, consistente en cubrir con sustancias químicas que le hacen más sensibles a las células para capturar de la luz solar. Así, en estas páginas de evolución de calidad de las células aparecen por esta época 1957 la investigación de los laboratorios Bell y los Hoffman Electronics, aunque aún con baja eficiencia en conversión de la energía solar a energía eléctrica. Apenas 5.0 % a 6.0 %.
Fue largo el silencio hasta que por la década del setenta aparecieron los rusos con un mejoramiento de dopaje pero utilizando el galio y arsénico. Éstos elementos químicos hicieron que la bajísima eficiencia de las células solares suban a un poco más de 10.0 %. Aquí aparece el nombre del ruso Zhore Alferov.
Desde 1997 hasta la actualidad 2010 ya se encuentran datos de células solares fabricados con semiconductores mucho más puros y dopajes mucho más eficientes que por razones obvias no son del todo revelados, pero comprobadas que sus eficiencias de conversión alcanzan a 30.0 %.
2. Evolución de las células fotovoltaicas
El avance de las células solares fotovoltaicas, algunos autores lo separan en:
PRIMERA generación, desde los años 40 del siglo XVIII hasta los noventa del siglo XIX y la
SEGUNDA generación hasta la actualidad en que continúan creando láminas incluso mucho más flexibles y delgadas que sus predecesoras, las mismas que responden eficiencias de 30.0 %.
3. El futuro de las células fotovoltaicas
Lo certero es que nos hallamos dentro de una generación más agresiva porque se sigue en guerra con la experimentación por los #paneles de láminas aún más delgadas y de menor costo.
Trabajan en la investigación por los #huecos cuánticos, nanotubos de carbono o nano-estructurales de óxido de titanio con colorante’.
La eficiencia de estos materiales espera superar al 30.0 % con la esperanza de llegar a los 50.0 %, tal vez 92.0 % en los años más adelante, dicen el 2025.
Se tienen comentarios de generaciones nuevas con paneles solares de calidad nanopartículas con polímeros que hagan células más eficientes y más baratas.
El panel solar fotovoltaico se basaría en varias capas que no solo aprovecharían los diferentes tipos de luz, sino también el espectro infrarrojo como los que usaron las naves que llegaron a Marte, pero ya para niveles domésticos, es decir, al servicio libre de la humanidad.
Esta es una de las esperanzas del hombre y del Planeta Tierra para competir con los combustibles fósiles y la energía nuclear.
4. Las líneas de Tiempo – Historia
1839 – Alexandre Edmond Becquerel observa el efecto fotoeléctrico por medio de un electrodo en una solución conductora expuesta a la luz.
1873 – Willoughby Smith considera que el selenio es fotoconductor.
1877 – WG Adams y RE observaron el efecto fotovoltaico de la madera maciza del selenio, y publicó un documento sobre la célula de selenio. “La acción de la luz sobre el selenio, en” Memorias de la Real Sociedad, A25, 113.
1883 – Charles Fritts desarrolla una célula solar con selenio sobre una fina capa de oro para formar un dispositivo dando menos de un 1.0 % de eficiencia.
1887 – Heinrich Hertz investiga fotoconductividad la luz ultravioleta.
1894 – Melvin Severy recibe la patente US527377,” células solares”, y US527379,” célula solar”.
1897 – Harry Reagan recibe la patente US588177, «célula solar».
1900 —Nikola Tesla recibe la patente US685957, “Aparato para la Utilización de Energía Radiante”, y US685958,” método de Utilización de Energía Radiante”.
1902 – Philip von Lenard observa la variación de energía de electrones, con frecuencia de la luz.
1904 – Albert Einstein publica un artículo sobre el efecto fotoeléctrico. Wilhelm Hallwachs hace un semiconductor de unión de la célula solar ( de cobre y óxido de cobre ).
1913 – William Coblenza recibe US1077219, “célula solar”.
1914 – Sven Asón Berglund patentes de “métodos de aumentar la capacidad de las células fotosensibles”.
1916 – Robert Millikan lleva a cabo experimentos y demuestra el efecto fotoeléctrico.
1918 – Jan Czochralski , un científico polaco, produce un método para hacer crecer de cristal de silicio.
1930 – Audobert y Stora descubre el efecto fotovoltaico en el seleniuro de cadmio (CdS), un material fotovoltaico todavía se utiliza hoy en día.
1946 – Russell Ohl recibe US2402662 patente «sensible dispositivo de luz».1950 – Bell Labs producir células solares para las actividades espaciales.
1953 – Gerald Pearson se inicia la investigación de litio – silicio, células fotovoltaicas.1954 – AT & T presenta células solares en Murray Hill, Nueva Jersey . [1] . Poco después, AT & T que aparece en la Academia Nacional de Ciencias de la reunión. Estas células tienen alrededor de 6 % de eficiencia.
La revista americana “New York Times” pronostica que las células solares con el tiempo dará lugar a una fuente de “energía ilimitada del sol”.
1955 – Western Electric licencias de tecnologías de células solares comerciales. Hoffman Electronics-Semiconductor División crea un 2 % de eficiencia de células solares comerciales por $ 25/cell o 1.785 dólares / vatio.
1957 – AT & T cedentes (Gerald L. Pearson, Daryl M. Chapin y Calvin S. Fuller) recibe la patente US2780765, “Conversión de Energía Solar del aparato”. Se refieren a él como el “solar de la batería”. Hoffman Electronics genera un 8 % de la célula solar eficiente.
1958 – T. Mandelkorn, Estados Unidos, Cuerpo de Laboratorios de señales, células solares de silicio, que son más resistentes al daño por radiación y son más adecuados para el espacio. Hoffman Electronics produce 9 %, de las células solares eficientes. Vanguardia I , el primer satélite alimentado por energía solar, se inició con una, 100 cm de 0.1 W² de paneles solares.
1959 – Electrónica Hoffman crea un 10 % de eficiencia de la célula solar comercial, e introduce el uso de un contacto de la red, reduciendo la resistencia de la célula.
1960- Electrónica Hoffman ocasiona un 14 % de la célula solar eficiente.1961 – “Energía Solar en el mundo en desarrollo” conferencia se lleva a cabo por las Naciones Unidas .
1962 – El Telstar satélite de comunicaciones es alimentado por células solares.
1963 – Sharp Corporation produce un módulo fotovoltaico viable de células solares de silicio.
1967 – Soyuz 1 es la primera nave espacial tripulada a ser alimentada por células solares 1971 – Salyut 1 es alimentado por células solares.
1973 – Skylab es alimentado por células solares.
1974 – Centro de Energía Solar de Florida comienza .
1976 – David Carlson y Christopher Wronski de los Laboratorios RCA suscitar primero de silicio amorfo de células fotovoltaicas, que tienen una eficiencia del 1,1 %.
1977 – La Energía Solar del Instituto de Investigación se establece en Golden, Colorado . La producción mundial de células solares sea superior a 500 kW.
1980— El Instituto de Conversión de Energía de la Universidad de Delaware desarrolla la película delgada de células solares de primera superior al 10 % de eficiencia de uso de la tecnología Cu2S/CdS.
1983 – La producción mundial de fotovoltaica supera 21,3 megavatios, y las ventas exceden los $ 250 millones.
1985 —% de eficiencia de células de silicio 20 son creados por el Centro de Ingeniería Fotovoltaica de la Universidad de Nueva Gales del Sur .
1989 – concentradores solares reflectantes se utilizó por primera vez con las células solares.
1990 – La Catedral de Magdeburgo instala paneles solares en el techo, marcando la primera instalación en una iglesia en el este de Alemania.
1991 – Eficiente fotoelectroquímica, células se desarrollan, la de células solares sensibilizadas-Dye se inventa.
1991 – Presidente George HW Bush, dirige el Departamento de Energía de Estados Unidos para establecer el National Renewable Energy Laboratory (transferencia de los existentes Solar Energy Research Institute).
1993 – El Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Energía Solar Instalación de Investigación se establece.
1994 – NREL desarrolla un GaInP / GaAs de dos terminales de células de concentración (180 soles), que se convierte en la primera célula solar hasta un 30 % la eficiencia de conversión.
1996 – El Centro Nacional para la energía fotovoltaica se ha establecido. Graetzel, EPFL, Lausana, Suiza, alcanza el 11 % de conversión de energía eficiente con las células sensibilizadas con colorante que utilizar un efecto fotoelectroquímicos.
1999 – Total a nivel mundial de energía fotovoltaica instalada alcanzó los 1.000 megavatios.2005 – Las células solares en módulos se pueden convertir en torno al 17% de los visibles incidentales energía radiante en energía eléctrica.2006 – Estimación de producción de células solares anual alcanzó 1.868 megavatios.
2006 – La producción mundial de polisilicio crecimiento más de 36.000 toneladas.2009 – Producción mundial tiende superar los 42 000 toneladas de polisilicio.
2010 – Este año a 163 000 toneladas. La industria de los semiconductores es el mayor usuario del polisilicio, que se refina a partir de rocas y arena. La industria de la generación eléctrica solar se presentó con fuerza en las finales del año 2011.
5. Conclusión
El ritmo de crecimiento de producción de la materia prima para células solares es de 4 % anualmente en la actualidad.
La evolución de las celdas continúan y los paneles fotovoltaicos serán más sofisticados.
Ya hay en el mercado mundial, materiales que comparten la red cristalina del original: Las #Perovskitas son eficaces absorbentes de luz.
Dado a su bajo costo, las células solares de perovskita tienen el potencial de reducir los combustibles fósiles y revolucionar el mercado de la energía.
La perovskita representa aún una barrera para su comercialización.
En los últimos dos años, la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática ha construido aparatos experimentales para estudiar los cambios en la conductividad de los materiales solares a lo largo del tiempo. Este proceso es constante.
“El Mercado de Células Solares” crece sensibilizadas con colorante. La guerra es por mejorar eficiencia de las Células. El mercado global de Células solares sensibilizadas con colorante es hoy el pan de cada día de los grandes industriales fabricantes de células. Más noticia lo podemos leer aquí.