Tabliczki krzemowe z laboratorium na salony
czyli jak to się w skrócie stało, że fotowoltaika zaczęła dominować w OZE?
Albert Einstein wyjaśnił leżący u podstaw fotowoltaiki mechanizm wywołanego przez światło wzbudzenia cząstek – efekt fotoelektryczny – w 1905 roku, za co otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1921 roku.
W 1916 roku polski uczony Jan Czochralski wynalazł metodę otrzymywania monokryształów, której późniejsza aplikacja do krzemu zrewolucjonizowała całą branże fotowoltaiczną!
Russell Ohl opatentował nowoczesne półprzewodnikowe ogniwo słoneczne w 1946 r. , pracując nad serią eksperymentów, które doprowadziły do powstania tranzystora.
Pierwsze praktyczne ogniwo fotowoltaiczne zostało publicznie zademonstrowane 25 kwietnia 1954 r. W Bell Laboratories. Wynalazcami byli Daryl Chapin, Calvin Souther Fuller i Gerald Pearson.
Ogniwa słoneczne zyskały na znaczeniu, gdy zaproponowano je jako dodatek do satelity Vanguard I z 1958 roku. Dodając tabliczki krzemowe na zewnątrz pancerza satelity, czas całej misji można było wydłużyć. Nie nanosząc jednocześnie większych zmian w samym statku kosmicznym lub jego systemach zasilania.
W 1959 roku Stany Zjednoczone uruchomiły Explorer 6. Był on wyposażony w duże panele słoneczne w kształcie skrzydeł, które od tego momentu będą powszechną cechą satelitów. Tablice te składały się z 9600 ogniw słonecznych Hoffmana.
Ulepszenia tabliczek krzemowych były stopniowe w ciągu następnych dwóch dekad ale jedynym znaczącym zastosowaniem pozostawały zastosowania kosmiczne.
Ogniwa bowiem oferowały najlepszy stosunek mocy do masy. Jednak ten sukces był również powodem, dla którego koszty ich produkcji pozostały wysokie. Kosmos był skłonny ”zapłacić” za jak najlepsze ogniwa, nie pozostawiając powodu do inwestowania w tańsze, mniej wydajne rozwiązania.
Z czasem cena ogniw krzemowych została zdeterminowana w dużej mierze przez przemysł półprzewodników. Ich przejście na układy scalone w latach sześćdziesiątych XX wieku doprowadziło do dostępności większych Inglotów. (okrągłych sztabek/belek krzemu wytarzanych syntetycznie i przeznaczonych do cięcia na tabliczki krzemowe). Dostępnych również po względnie niskich cenach.
Wraz ze spadkiem ceny materiałów bazowych spadała również cena nowo powstających ogniw fotowoltaicznych. Czego efektem były obniżki kosztów ogniw w 1971 r. do około 100 USD za wat.
Tabliczki krzemowe z laboratorium na salony – CZAS REWOLUCJI!
Pod koniec 1969 roku Elliot Berman badał organiczne ogniwa słoneczne, kiedy dołączył do zespołu firmy paliwowej Exxon. Zespół ten szukał ciekawych projektów technologicznych i energetycznych, które będą miały zastosowanie na 30 lat w przyszłość.
Grupa doszła do wniosku, że do 2000 r. energia elektryczna będzie znacznie droższa. Przyjęto, że ten wzrost cen zwiększy atrakcyjność alternatywnych źródeł energii oraz spowoduje, że energia słoneczna stanie się jedną z najszybciej rosnących branż energetycznych!
Przeprowadzono symulowane badanie rynku. Wnioski były dość jasne – cena za wat wynosząca około 20 USD za wat stworzyłaby znaczny popyt!
Co zatem należało zrobić żeby zejść to aż tak niskich poziomów cenowych? Pierwszym ulepszeniem było uświadomienie sobie, że standardowy proces produkcji półprzewodników nie był idealny. Zespół wyeliminował zatem etapy polerowania płytek i powlekania ich warstwą antyrefleksyjną (co ciekawe potem te procesy powróciły do produkcji ale jakieś 30 lat później), opierając się na chropowatej powierzchni płytki.
Zespół zastąpił również drogie materiały i okablowanie ręczne używane w zastosowaniach kosmicznych płytką drukowaną z tyłu, tworzywem akrylowym z przodu i klejem silikonowym między warstwami, „zalewając” tym samym komórki krzemowe. Ogniwa słoneczne można by wyprodukować z materiałów odpadowych z rynku elektronicznego!!!
Jak to się mówi cena czyni mistrza i tak właśnie panele fotowoltaiczne weszły na salony OZE a wzrost ich popularności widzimy w Naszym życiu każdego roku!
Poszukujecie recyklera paneli fotowoltaicznej lub firmy myjącej instalacje i farmy fotowoltaiczne?
Planujecie budowę swojej farmy fotowoltaicznej lub poszukujecie firmy świadczącej usługi O&M?
Chcecie zakupić projekt farmy fotowoltaicznej lub wiatrowej i potrzebujecie sprawnie i profesjonalnie wykonać audyt / due diligence?
Zapraszamy do kontaktu z Nami!
Wow. Ale bomba wiedzy. Mało kto potrafi tak wnikliwie przedstawić historię skromnego krzemu.
Brawo
Bardzo ciekawe informacje, od jakiegoś czasu obserwuje Państwa działalność i przyznaje, że jestem pod ogromnym wrażeniem. Tak trzymać !