2021年09月29日

谁是太阳能的第一个发明者?

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太阳能有着令人惊讶的悠久历史。早在公元前7000年,人们就可以使用不同的材料来放大太阳光线以引发火灾。到古罗马时代,人们已经学会了用大寡妇建造“阳光房”,将阳光照射到给定的区域。今天,人们仍然建造带有日光浴室的房屋。

法国科学家埃德蒙·贝克勒尔(Edmond Becquerel,1820 – 1891)有时被认为是太阳能电池的发明者。1839年,他还是个十几岁的孩子,他发现了光伏效应,方法是在铂电极上涂上银化合物,并将它们暴露在光线下,从而发电。

在1870年代,几位不同的科学家发现,硒元素在暴露在阳光下后也可以发电。美国发明家查尔斯·弗里茨(Charles Fritts,1850 – 1903)于1883年使用硒晶片制造太阳能电池。一年后,他在纽约市一栋建筑物的屋顶上安装了世界上第一个太阳能电池阵列。不幸的是,太阳能电池阵列的电转换效率只有1%左右。这意味着只有大约1%的照射到阵列上的阳光实际上变成了电。提高太阳能电池板的效率,使其成为一种可行的能源技术,需要几十年的研究和工作。2016年,南威尔士大学的研究人员开发了电转换效率为34.5%的太阳能电池板。

然而,现代太阳能电池是由硅而不是硒制成的。贝尔实验室在1950年代的某个时候开始研究使用太阳能电池进行外太空探索的可能性。他们的三位科学家Gerald Pearson,Calvin Fuller和Daryl Chapin于1954年成功开发了硅光伏电池。它的电转换效率约为4%。

尽管效率微乎其微,但贝尔实验室的太阳能电池板是第一个可以一次为电子设备供电数小时的太阳能电池。因此,许多人认为贝尔实验室的科学家是太阳能电池板的真正发明者。

一些最早的太阳能电池板用于外层空间。1958年,美国海军发射了先锋一号,这是第一颗使用太阳能的卫星。它有一个小型太阳能电池板,为收音机供电。六年后,美国宇航局发射了第一颗Nimbus卫星,该卫星完全依靠470瓦阵列提供的太阳能运行。

1973年,特拉华大学能源转换研究所(IEC)在纽瓦克建造了太阳能一号,这是一座使用太阳能提供电力和热量的实验房屋。来自德国的物理学家卡尔·伯尔(Karl Böer)创立了IEC并监督了Solar One的建设。在他的领导下,IEC开发了薄膜光伏,并且是第一个实现10%电转换效率的实验室。

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