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1954年,美国贝尔实验室的皮尔松、佛朗等三名科学家利用硅晶体材料开发出性能良好的太阳能光伏电池,其转换效率达6%,经过不断改良后,成为现在的硅太阳能光伏电池 。
太阳能光伏电池是1958年开始得到应用的 。当时前苏联发射了人造卫星,美国也发射了人造卫星,在太空领域上,展开了激烈的竞争 。前苏联发射的人造卫星使用的是原子能电池,美国发射的先驱者1号通信卫星采用的就是太阳能光伏电池 。
由于太阳能光伏电池的价格特别高(高达1500美元/w),而且刚开始性能还不稳定,因此仅用于航天器 。到了20世纪60年代初才慢慢趋于稳定,70年代开始在航天器上大量使用 。太阳能光伏电池的性能虽然已稳定,但价格还是很高,所以直到20世纪70年代初太阳能光伏电池还没有得到广泛应用,只可用于航天器、人造卫星、山顶上的差转电台、海上航标灯、海岛灯塔电源等,一些不计成本,必须用的场所 。
到了1973年后,在石油危机的推动下,太阳能光伏电池进入了蓬勃发展时期,太阳能光伏电池开始在地面使用,而且地面用太阳能光伏电池的数量很快就大大超过了在航天器上的使用量 。这个时期,不但出现了许多新型电池,而且因为引进了许多新技术,出现了钝化技术、减反射技术、绒面技术、背表面场技术、异质结太阳能电池技术及聚光电池等非常有效的新技术 。
1976年,美国ca公司的卡尔松发明了非晶硅太阳能光伏电池 。该电池的转换效率虽低于单晶硅,但制造时可以任意选配电压电流比 。
太阳能光伏电池的应用,到了20世纪80年代就比较广泛了,特别是在民用电器上得到了广泛应用,如太阳能计算器、太阳能手表和太阳能手机充电器等 。
这主要有两个原因:一个是半导体集成电路的发展,使得电子产品消耗的电量大幅度下降,在室内灯光下,太阳能光伏电池也能产生电力,可以充分地使计算器等电子产品正常工作;另一个原因是电子产品工作所必需的电压能从一个基片上得到,这样一种新的集成型非晶硅太阳能光伏电池可以便宜地制造 。太阳能光伏电池计算器实用化后,从手表开始,逐渐推广到各种电子产品的应用 。
太阳能光伏电池除了可以用简单的装置就能够直接发电这一优点外,在使用时还有如下的优点 。
(1)不产生对环境有不良影响的排放气体及有害物质,没有噪声 。
(2)不仅在太阳光下可以发电,在荧光灯、白炽灯等扩散光下也可以发电 。
(3)不需要更换电池 。
(4)可以直接接到dc机械上 。
(5)在使用场合就可以发电 。
我国的太阳能光伏电池诞生的也比较早,而且我国也是应用较早的国家之一 。
1959年,我国就诞生了之一只有实用价值的太阳能光伏电池 。1971年3月太阳能光伏电池首次应用于我国第二颗人造卫星(实践1号) 。而后,1973年太阳能光伏电池首次用于浮标灯 。
20世纪70年代,我国开始生产太阳能光伏电池,70年代中末期引进国外关键设备和成套生产线,我国太阳能光伏电池的生产产业有了进一步的发展 。
3光伏电池的发展历史按时间的发展顺序,太阳电池发展有关的历史事件汇总如下:
1839年法国科学家E.Becquerel发现液体的光生伏特效应(简称光伏现象) 。
1877年W.G.Adams和R.E.Day研究了硒(Se)的光伏效应,并 *** 之一片硒太阳能电池 。
1883年美国发明家charlesFritts描述了之一块硒太阳能电池的原理 。
1904年Hallwachs发现铜与氧化亚铜(Cu/Cu2O)结合在一起具有光敏特性;德国物理学家爱因斯坦(AlbertEinstein)发表关于光电效应的论文 。
1918年波兰科学家Czochralski发展生长单晶硅的提拉法工艺 。
1921年德国物理学家爱因斯坦由于1904年提出的解释光电效应的理论获得诺贝尔(Nobel)物理奖 。
1930年B.Lang研究氧化亚铜/铜太阳能电池,发表“新型光伏电池”论文;W.Schottky发表“新型氧化亚铜光电池”论文 。
1932年Audobert和Stora发现硫化镉(CdS)的光伏现象 。
1933年L.O.Grondahl发表“铜-氧化亚铜整流器和光电池”论文 。
1941年奥尔在硅上发现光伏效应 。
1951年生长p-n结,实现制备单晶锗电池 。
1953年Wayne州立大学DanTrivich博士完成基于太阳光普的具有不同带隙宽度的各类材料光电转换效率的之一个理论计算 。
1954年RCA实验室的P.Rappaport等报道硫化镉的光伏现象,(RCA:RadioCorporationofAmerica,美国无线电公司) 。
贝尔(Bell)实验室研究人员D.M.Chapin,C.S.Fuller和G.L.Pearson报道4.5%效率的单晶硅太阳能电池的发现,几个月后效率达到6% 。(贝尔实验室三位科学家关于单晶硅太阳电池的研制成功)

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