Эффективность солнечных панелей значительно выросла с тех пор, как самые первые солнечные элементы были созданы еще в 1880-х годах. Тогда эффективность солнечных элементов была невероятно низкой, менее 1%, а сегодня ученые создают высокоэффективные солнечные панели, эффективность которых может достигать почти 50%! К сожалению, средняя эффективность солнечных панелей, которые продаются частным потребителям, примерно вдвое меньше. Но, увидев прогресс, достигнутый в области эффективности использования солнечной энергии за последние пару десятилетий, мы возлагаем большие надежды на то, что эта технология с более высокой эффективностью использования солнечной энергии будет доступна массам раньше, чем кажется. Возможность достичь КПД солнечной энергии на уровне 50% будет иметь большое значение для сокращения углеродного следа. Представляем вашему вниманию хронологию Solar Power Guide о том, как со временем эффективность солнечных панелей увеличилась благодаря новым появляющимся технологиям и неустанной работе исследователей и ученых в этой области.
Насколько эффективными были первые солнечные панели?
Первые солнечные панели имели очень низкую солнечную эффективность менее 1%. Процесс получения электрического тока под действием света, называемый фотогальваническим эффектом, был открыт в 1830-х годах, но только в конце 19 века начали создавать устройства на солнечной энергии. Чарльз Фриттс, изобретатель из Нью-Йорка, первым создал солнечный элемент, покрыв селен очень тонким слоем золота. Его селеновый солнечный элемент смог достичь КПД солнечной энергии всего около 1%, но это была искра, которая подтолкнула других ученых и исследователей улучшить его результаты, создав свои собственные высокоэффективные солнечные элементы.
Как эффективность солнечных панелей увеличилась с течением времени?
Эффективность солнечных панелей с течением времени неуклонно росла, по сравнению с ее скудным началом, когда она едва достигала 1%. Только в 1954 году мы действительно начали замечать повышение эффективности солнечных элементов, когда Bell Labs создала первый кремниевый солнечный элемент, эффективность которого достигла почти 6%. В следующем году Hoffman Electronics создала первый коммерческий кремниевый солнечный элемент, эффективность которого достигла 2%. Хоффман продолжал улучшать солнечную эффективность своих коммерческих солнечных элементов каждый год до 1960 года, когда они, наконец, смогли достичь эффективности 14%. С тех пор средний КПД солнечных панелей постепенно увеличивался по мере появления новых типов солнечных элементов.
Какова сегодня эффективность солнечных батарей? Самые эффективные солнечные панели на рынке сегодня имеют КПД около 22,8%. Хотя это может показаться не таким уж большим значением, современные солнечные панели намного мощнее тех, что были созданы более 60 лет назад. Также есть надежда на значительное увеличение эффективности солнечных панелей в ближайшем будущем, поскольку исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии побили рекорд эффективности солнечных элементов, создав кремниевый солнечный элемент с высокой эффективностью 39,2%.
Хронология эффективности солнечных панелей с течением времени
- 1883: Изобретатель Чарльз Фриттс создает первый солнечный элемент, используя селен с очень тонким золотым покрытием. Ячейка имеет КПД менее 1%.
- 1941: Рассел Ол изобретает первый кремниевый солнечный элемент, но его КПД все еще меньше 1%. Он также создает первую солнечную панель, соединяя вместе несколько полос кремниевых солнечных элементов.
- 1955: Hoffman Electronics создает коммерческий кремниевый солнечный элемент с эффективностью 2%.
- 1957: Hoffman Electronics увеличивает эффективность своей коммерческой солнечной батареи до 8%.
- 1958: КПД коммерческих солнечных элементов Hoffman Electronics увеличивается до 9%.
- 1959: Hoffman Electronics создает коммерческий солнечный элемент с эффективностью 10%, используя контактную сетку, которая снижает сопротивление элемента.
- 1960: Компания Hoffman Electronics достигает КПД солнечных батарей 14%.
- 1976: RCA Laboratories создает первый солнечный элемент из аморфного кремния с эффективностью 2,4%.
- 1980: Институт преобразования энергии разрабатывает первый тонкопленочный солнечный элемент с КПД более 10%.
- 1985: Исследователи из Университета Уэльса в Австралии создают коммерческий кремниевый солнечный элемент, дающий более 20%.
- 1992: Университет Флориды создает тонкопленочный солнечный элемент с 15,89%.
- 2012: Solar Frontier создает тонкопленочный солнечный элемент с 17,8%.
- 2015: SunPower достигает эффективности 22,8% благодаря своим коммерческим солнечным элементам, изготовленным из кремния.
- 2016: SunPower бьет свой предыдущий рекорд с коммерческой кремниевой солнечной панелью, которая имеет 24,1%.
- 2019: Solar Frontier достигает эффективности 23,35% в своей технологии тонкопленочных солнечных элементов.
- 2019: Исследователи Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии разработали кремниевую солнечную ячейку с эффективностью почти 40%.
