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太陽光発電技術の百年の歴史!私たちが太陽エネルギーを使い始めたのはいつですか?」

2022-06-06

Latest company news about 太陽光発電技術の百年の歴史!私たちが太陽エネルギーを使い始めたのはいつですか?」

   「太陽光発電の誕生」
1839 年、19 歳のフランス人科学者 AE ベクレルは、父親の研究室で 2 つの白金電極を塩化銀の酸性溶液にゆっくりと挿入しました。彼も気づかないうちに、この「間違った」実験によって太陽光発電の世界への扉がゆっくりと開かれつつあったのです。これらの電極間を流れる電流を測定すると、明るいところでの電流が暗闇での電流よりわずかに高いことがわかりました。彼はこの現象を光起電力効果と名付けました。彼が予想していなかったのは、この実験で観察した小さな光電流が、1世紀後に人間のエネルギー使用に大きな変化をもたらすことになるということでした。彼の発見にちなんで、光起電力効果は「ベクレル効果」としても知られています。

 

ベクレルの実験が 37 年間休止されていた後、英国の科学者ウィリアム グリルズ アダムスと彼の学生リチャード エヴァンス デイは、セレンが光にさらされると電気を発生することを発見しました。セレンは当時使用されていた電子部品に必要な電気エネルギーを供給できませんでしたが、固体金属が光を電気に直接変換できることが証明されました。

 

1883 年、アメリカの科学者チャールズ フリッツは、ゲルマニウム シート上にセレン金属電極の層をメッキし、最初の太陽電池を確立しました。変換効率はわずか 1% で、非常に高価でしたが、フリッツ氏は野心的でした。「昼間だけでなく、散乱光や薄暗い光でも利用して、継続的かつ安定して電気を出力します。太陽光発電がすぐに実現できるかもしれません。」 [石炭火力発電所] と競合するパネルだ!」 残念ながら、彼の予測は当たりませんでした。彼は当時エジソンと同格だったシーメンスに太陽電池を送り、エジソンは彼の発明を賞賛した。シーメンスは、太陽光発電技術が科学において広範囲に及ぶ重要性を持っていると信じており、当時の物理学の雄であるマクスウェルも、物理学で有名な「マクスウェル方程式系」を有名にしたので、これに同意した。それ以来、多くの科学者が光電効果に関する基礎研究を始めました。しかし、シーメンスであれマクスウェルであれ、太陽光発電の背後にある秘密を解明することはできていない。

 

この謎は 24 年間続いた後、もう一人の物理学の巨人、アルバート アインシュタインによってついに突破口が開きました。アインシュタインは 1907 年に、1905 年の光子の量子仮説に基づいて光電効果の理論的説明を提供しました。この功績により、彼は 1921 年にノーベル物理学賞を受賞しました。1912 年から 1916 年にかけて、アメリカの実験物理学者ロバート アンドリュース ミリケンは、光電効果に関するアインシュタインの予想を実験によって確認し、1923 年にノーベル物理学賞を受賞しました。理論的には、太陽光発電の開発が急速に進み始めました。

 

1916 年、ポーランドの化学者ヤン チェクラルスキーは、単結晶シリコンを精製するための結晶引き上げプロセスを発見し、彼の名前にちなんでチェクラルスキー法と名付けました。この技術が半導体製造業界のウェーハ製造に実用化されたのは1950年代になってからですが、大型半導体デバイスの需要の高まりに伴い、このプロセスは常に進化しています。

 

歴史の輪はさらに 20 年近く進み、1934 年に科学者たちが薄膜太陽電池の研究を開始し、太陽電池によるエネルギー自給自足システムの構築を構想しました。実験データによれば、材料に金属不純物をドープすることで発電効率が向上することがわかった。

 

1940年、米国の半導体専門家ラッセル・オアはソリッドステートダイオードのpn接合の基本構造を作成し、太陽電池の発明と製造の強固な基盤を築き、太陽光発電を産業分野に大きく前進させました。

 

1953年、アメリカの物理学者ダリル・チェイピン、ジェラルド・ピアソン、化学者のカルビン・ソーザー・ファウラーは、サイズ約2センチの結晶シリコン太陽電池を約4%の生産効率で製造した。それ以来、太陽電池は徐々に産業に浸透してきました。

業界へ

 

1958 年 3 月 17 日、米国の 2 番目の人工衛星が化学電池と太陽電池を使用して発射装置から宇宙に打ち上げられました。この小型衛星は太陽電池の使用の基礎を築き、それ以来、太陽電池は宇宙探査のために徐々に開発されてきました。バッテリーによって実現される宇宙船の寿命の延長の価値は、太陽電池製造の高いコストをはるかに上回ります。さらに、太陽電池は放射性同位元素発生装置よりも安価になり、リスクも少なくなりました。現在、ほとんどの宇宙船には太陽電池が搭載されており、世界中の約 1,000 基の衛星が太陽光発電を利用して発電しています。宇宙では、太陽電池は平方メートルあたり 220 ワットの出力を達成します。

 

1976 年、オーストラリア政府は、奥地の電気通信ネットワーク全体を太陽光発電所を通じて運用することを決定しました。太陽光発電所の設立と運営は大成功を収め、世界中で太陽光発電技術に対する信頼が高まりました。

 

1980年以来、メキシコ湾の小型無人石油掘削プラットフォームには太陽電池モジュールが装備されており、経済性と実用性の利点により、以前に使用されていた大型バッテリーが徐々に置き換えられてきました。

 

1983 年以来、米国沿岸警備隊は信号灯と航行灯の電源に太陽光発電を使用し始めました。この時点で、世界の太陽光発電市場における米国のシェアは約 21% であり、太陽光発電市場は主にスタンドアロン システム ソリューション向けでした。

 

1990年以来、スイスの技術者マルクス・レアルは、各住宅に独自の太陽光発電システムを装備すること、すなわち分散型エネルギー変換をサポートすることの方が経済的に合理的であると提案してきた。彼はチューリッヒの個々の建物に 333 台の 3 kW 屋上太陽光発電システムを設置しました。

 

1991 年、ドイツは 1,000 の屋根プログラムを開始し、「固定価格買取法」により、電力会社は小規模の再生可能エネルギー発電所から電力を取得することが義務付けられました。ベルリンに Solon AG が設立され、フライブルクに太陽光発電所が設立されました。

 

1994 年と 1997 年に、日本と米国はミリオンルーフ計画を開始しました。

 

2010 年にドイツの太陽光発電システムの合計定格電力は 10 ギガワットを超え、2015 年には世界中の太陽光発電システムの定格電力は 200 ギガワットに達しました。
 

 

 

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