Fotovoltaico 1952
Il mondo scopre le celle fotovoltaiche al silicio
Daryl Chapin, Calvin Fuller e Gerald Pearson probabilmente non avrebbero mai immaginato di scoprire le celle solari. Questi, a loro volta, rivoluzioneranno l’intera industria fotovoltaica nascente.
I tre scienziati stavano semplicemente cercando di risolvere i problemi del sistema telefonico Bell. Le tradizionali batterie a secco, che funzionavano bene nei climi miti, si degradavano rapidamente ai tropici. Hanno smesso di lavorare quando era necessario. Per questo motivo l’azienda ha chiesto alla sua famosa unità di ricerca, i Bell Laboratories, di studiare fonti alternative di energia indipendente.
Il compito è stato affidato a Daryl Chapin. All’epoca, il suo lavoro consisteva nel testare macchine a vento, impianti termoelettrici e motori a vapore. Essendo un appassionato di energia solare, ha suggerito che la ricerca dovrebbe includere le celle solari. Il suo supervisore approvò l’idea.
Chapin iniziò a lavorare nel febbraio del 1952, ma le sue prime ricerche sul selenio non ebbero successo.
Le celle solari al selenio, l’unico tipo disponibile sul mercato, producevano troppa poca energia. Solo 5 watt per metro quadro – convertendo in elettricità meno dello 0,5% della luce solare incidente. Fotovoltaico 1952.
La notizia dei problemi di Chapin raggiunse l’attenzione di un altro ricercatore di Bell, Gerald Pearson. I due scienziati erano amici da anni. Hanno studiato nella stessa università e Pearson ha persino trascorso un periodo nella fattoria di tulipani dei Chapin.
Nel marzo del 1953, Pearson partecipò a una ricerca pionieristica sui semiconduttori insieme a Calvin Fuller. Hanno trasformato i dispositivi al silicio da uno stato sperimentale alla commercializzazione. Fuller, un chimico, scoprì come controllare l’introduzione delle impurità necessarie per trasformare il silicio da un debole a un eccellente conduttore elettrico. Fuller fornì a Pearson un pezzo di silicio contenente una piccola concentrazione di gallio. L’introduzione del gallio lo ha reso carico positivamente. Pearson immerse quindi il silicio ad alto contenuto di gallio in un bagno di litio caldo, secondo le istruzioni di Fuller. Il punto in cui il litio si è infiltrato nel silicio ha formato una regione di elettroni debolmente legati e si è caricato negativamente.
Era il momento di fare un test. Pearson ha diretto la luce della lampada sul silicio al litio-gallio. Possiamo solo immaginare se abbia tenuto le dita incrociate. Un amperometro collegato al silicio ha registrato un flusso elettrico significativo. Con grande sorpresa, Pearson creò una cella solare più efficiente di qualsiasi altra disponibile all’epoca.
Il 25 aprile 1954, i fieri rappresentanti di Bell tennero una conferenza stampa. Poi hanno impressionato i media con la batteria solare Bell che alimenta un trasmettitore radio che trasmette voce e musica.
Un giornalista ha ritenuto importante che il pubblico sapesse che “le celle solari di Bell, collegate elettricamente, forniscono energia dal sole a un tasso di 50 watt per metro quadrato, mentre la cella nucleare recentemente annunciata dalla RCA corporation fornisce solo un milionesimo di watt” nella stessa area.
Un articolo di U.S. News & World Report ipotizzava che un giorno queste strisce di silicio “potrebbero fornire più energia di tutto il carbone, il petrolio e l’uranio del mondo”. Il New York Times ha probabilmente riassunto al meglio i risultati ottenuti da Chapin, Fuller e Pearson. Nella prima pagina dell’edizione del 26 aprile 1954, il Times affermava che la costruzione del primo modulo solare, che generava quantità utili di energia, segnava “l’inizio di una nuova era, che porterà finalmente alla realizzazione di uno dei sogni più cari dell’umanità – lo sfruttamento dell’energia quasi illimitata del sole per i bisogni della civiltà”.
Nel 1954, nel mondo c’era meno di un watt di energia solare in grado di alimentare gli apparecchi elettrici. Fotovoltaico 1952.
Facciamo un passo avanti in 50 anni di continue scoperte e sviluppi del silicio e di altri materiali fotovoltaici e vediamolo. Oggi, i miliardi di watt di elettricità generati dalle celle solari contribuiscono ad alimentare i satelliti essenziali per la vita moderna, assicurano il passaggio sicuro di navi e treni, forniscono acqua in abbondanza, illuminazione e servizi telefonici a molte persone che prima ne erano prive e forniscono energia pulita a chi è già collegato alla rete. Il mercato globale dell’elettricità fotovoltaica è cresciuto del %–25% all’anno negli ultimi 10 anni. Secondo
Solarbuzz, l’industria internazionale dell’elettricità fotovoltaica genera attualmente circa 5-6 miliardi di dollari all’anno.
Ogni anno che passa, l’aspettativa creata dal lavoro pionieristico di Chapin, Fuller e Pearson – sfruttare l’energia quasi illimitata del Sole – si avvicina alla realizzazione. Ma la rivoluzione non è ancora finita. La speranza per i prossimi 50 anni è che le celle solari forniscano energia in tutto il mondo e vengano utilizzate in modi che oggi non possiamo nemmeno immaginare.
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