Küresel fotovoltaik gelişiminin kısa bir tarihi
Tarihsel bir inceleme, fotovoltaik teknolojisinin gelişimini anlamamıza yardımcı olur. Güneş pillerinin gelişimiyle ilgili tarihsel olaylar kronolojik sırayla şöyledir:
1839 yılında Fransız bilim adamı E. Becquerel tarafından sıvılarda fotovoltaik etkinin (fotovoltaik fenomen olarak da bilinir) keşfedilmesinden bu yana, güneş hücreleri 160 yılı aşkın bir süreyi kapsayan uzun bir gelişim geçmişine sahiptir.
Genel olarak, hem temel araştırmalar hem de teknolojik ilerlemeler, güneş hücresi gelişiminin desteklenmesinde olumlu bir rol oynamıştır. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Bell Laboratuvarları'nda üç bilim insanının tek kristal silikon güneş hücrelerini başarıyla geliştirmesi, güneş hücrelerinin pratik uygulamasında belirleyici bir rol oynamıştır. Bu, güneş hücresi geliştirme tarihinde bir dönüm noktası olmuştur. Güneş hücrelerinin temel yapısı ve mekanizması bugüne kadar değişmeden kalmıştır.
1877 yılında WG Adams ve RE Day, selenyumun (Se) fotovoltaik etkisini inceleyerek ilk selenyum güneş hücresini yarattılar.
1883 yılında Amerikalı mucit Charles Fritts ilk selenyum güneş hücresinin prensibini açıkladı.
1904 yılında Hallwachs, bakır ve bakır oksit (Cu/Cu2O) kombinasyonunun fotoduyarlılığa sahip olduğunu keşfetti; Alman fizikçi Albert Einstein fotoelektrik etki üzerine bir makale yayınladı.
1918 yılında Polonyalı bilim adamı Czochralski, tek kristal silisyum yetiştirmek için Czochralski yöntemini geliştirdi.
1921 yılında Alman fizikçi Albert Einstein, fotoelektrik etkiyi açıklayan 1904 tarihli teorisiyle Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı.
1930 yılında B. Lang, bakır oksit/bakır güneş pilleri üzerine çalışmalar yapmış ve "Yeni Bir Fotovoltaik Hücre Türü adlı makaleyi yayınlamıştır. W. Schottky, "Yeni Bir Fotovoltaik Hücre Türü adlı makaleyi yayınlamıştır.
1932 yılında Audobert ve Stora, kadmiyum sülfürün (CdS) fotovoltaik etkisini keşfettiler.
1933 yılında LO Grondahl, "Bakır-bakır oksit doğrultucular ve fotoseller adlı makaleyi yayınladı.
1941 yılında Orr, silisyum üzerinde fotovoltaik etkiyi keşfetti.
1951 yılında pn eklemleri büyütüldü ve tek kristalli germanyum güneş hücrelerinin üretimi mümkün oldu.
1953 yılında Wayne State Üniversitesi'nden Dr. Dan Trivich, güneş enerjisine dayalı olarak farklı bant aralığı genişliklerine sahip çeşitli malzemelerin fotovoltaik verimliliğinin ilk teorik hesaplamasını tamamladı.
1954 yılında, P. Rappaport ve RCA Laboratuvarları'ndaki diğerleri, kadmiyum sülfürün fotovoltaik etkisini bildirdiler (RCA: Radio Corporation of America).
Bell Laboratuvarları araştırmacıları DM Chapin, CS Fuller ve GL Pearson, %4,5 verimliliğe sahip tek kristalli bir silikon güneş hücresinin keşfini bildirdiler; bu verim birkaç ay sonra %6'ya ulaştı.
Western Electric, 1955 yılında silikon fotovoltaik teknolojisi için ticari patentler satmaya başladı. Arizona Üniversitesi'nde uluslararası bir güneş enerjisi konferansı düzenlendi. Hoffman Electronics, %2 verimliliğe sahip, hücre başına 14 mW ve hücre başına 25 dolar, yani watt başına 1.785 dolar fiyatla ticari bir güneş hücresi ürünü piyasaya sürdü.
1956 yılında P. Pappaport, JJ Loferski ve EG Linder, "Germanyum ve Silisyum pn Bağlantılarında Elektronik Akım Etkileri başlıklı bir makale yayınladı.
1957'de Hoffman Electronics, tek kristalli silikon hücresi için %8 verimlilik elde etti. DM Chapin, CS Fuller ve GL Pearson, "Güneş Enerjisi Dönüşüm Cihazı için patent aldı.
1958'de, ABD Haberleşme Kuvvetleri'nden T. Mandelkorn, yüksek radyasyon direncine sahip ve bu nedenle uzay pilleri için kritik öneme sahip n/p tipi monokristalin silikon fotovoltaik hücreleri geliştirdi. Hoffman Electronics, monokristalin silikon hücrelerde %9 verimlilik elde etti. Fotovoltaik hücreyle çalışan ilk uydu olan Pioneer 1, 0,1 W güç çıkışına sahip 100 cm²'lik bir fotovoltaik hücreye sahip olup, yedek 5 mW'lık bir mikrofonu çalıştırmak için kullanıldı.
1959 yılında Hoffman Electronics, bir ızgara elektrodu kullanarak hücrenin seri direncini önemli ölçüde azaltarak %10'luk ticari bir monokristal silikon hücre verimliliği elde etti. Her biri 2 cm² büyüklüğünde ve toplam 20 W gücünde 9.600 güneş hücresinden oluşan bir diziye sahip Explorer 6 uydusu fırlatıldı.
1960 yılında Hoffman Electronics, monokristalin silikon hücrelerinde %14'lük bir verimlilik elde etti.
1962 yılında 14W güneş hücreleri kullanan ilk ticari haberleşme uydusu Telstar fırlatıldı.
1962 yılında 14W güneş hücreleri kullanan ilk ticari haberleşme uydusu Telstar fırlatıldı.
1962 yılında 14W güneş hücreleri kullanan ilk ticari haberleşme uydusu Telstar fırlatıldı.
1963 yılında Sharp Corporation, fotovoltaik hücre modüllerini başarıyla üretti; Japonya, o dönemde dünyanın en büyüğü olan bir deniz fenerine 242W'lık bir fotovoltaik dizi kurdu.
1964 yılında, 470W'lık bir fotovoltaik diziyle donatılmış "Numberland" adlı uzay aracı fırlatıldı.
1965 yılında Peter Glaser ve AD Little uydu güneş enerjisi santrali konseptini ortaya attılar.
1966 yılında 1000W'lık fotovoltaik diziyle donatılmış büyük ölçekli yörüngeli bir astronomik gözlemevi fırlatıldı.
1972 yılında Fransız araştırmacılar, Nijer'deki kırsal bir okula eğitim televizyonlarını çalıştırmak için bir kadmiyum sülfür fotovoltaik sistemi kurdular.
1973 yılında ABD'deki Delaware Üniversitesi dünyanın ilk fotovoltaik evini inşa etti.
Japonya, 1974 yılında fotovoltaik enerji üretimi için "Sunshine Projesi'ni başlattı. Tyco Laboratories, 25 mm genişliğinde ve 457 mm uzunluğunda ilk EFG kristal silikon şeridini üretti (EFG, Edge Defined Film Fed-Growth anlamına gelir).
1977 yılında küresel fotovoltaik hücre üretimi 500 kW'ı aştı. DE Carlson ve CR Wronski, WE Spear'ın 1975'te pn bağlantısının kontrolü üzerine yaptığı çalışmayı temel alarak dünyanın ilk amorf silikon (a-Si) güneş hücresini geliştirdiler.
1979 yılında dünya çapında kurulu güneş pili kapasitesi 1 MW'a ulaştı.
1980 yılında ARCO Solar, yıllık 1 MW üretim kapasitesine ulaşan ilk fotovoltaik hücre üreticisi oldu. Sanyo Electric, el tipi bir hesap makinesinde amorf silikon hücrelerin kullanımına öncülük etti ve ardından amorf silikon modüllerin seri üretimini tamamlayarak açık hava testleri gerçekleştirdi.
1981 yılında Solar Challenger isimli fotovoltaik enerjiyle çalışan bir uçak başarıyla uçtu.
1982'de küresel yıllık güneş pili üretimi 9,3 MW'ı aştı. 1983'te ise dünya yıllık güneş pili üretimi 21,3 MW'ı aştı. SolarTrek adlı 1 kW fotovoltaik enerjiyle çalışan bir araç, 20 günde 4.000 km yol kat ederek Avustralya'yı boydan boya geçti.
1984 yılında 929 cm2 alana sahip ticari amorf silisyum güneş pili modülü piyasaya sunuldu.
1985 yılında monokristalin silikon güneş hücrelerinin fiyatı 10 ABD doları/W'a ulaştı. Avustralya'daki New South Wales Üniversitesi'nden Martin Green, %20 verimliliğe sahip bir monokristalin silikon güneş hücresi geliştirdi.
Haziran 1986'da ARCO Solar, dünyanın ilk ticari ince film güneş hücresi "power modülü olan G-4000'i piyasaya sürdü.
Kasım 1987'de GM Sunraycer, Avustralya'da 3.100 km'lik mesafeyi kat ederek ortalama 71 km/saat hızla Pentax World Solar Challenge PV ile çalışan araba yarışını kazandı.
1990 yılında dünya yıllık güneş pili üretimi 46,5 MW'ı aştı.
1991 yılında dünya yıllık güneş pili üretimi 55,3 MW'ı aşmış; İsviçreli Profesör Gratzel'in geliştirdiği nano-TiO2 boya duyarlı güneş pili %7'lik bir verime ulaşmıştır.
1992 yılında dünya yıllık güneş pili üretimi 57,9 MW'ı aştı.
1993 yılında dünya yıllık güneş pili üretimi 60,1 MW'ı aştı.
1994 yılında dünya yıllık güneş pili üretimi 69,4 MW'ı aştı.
1995 yılında dünyada yıllık güneş pili üretimi 77,7 MW'ı aşmış, fotovoltaik hücrelerin toplam kurulu gücü ise 500 MW'a ulaşmıştır.
1996 yılında dünya yıllık güneş pili üretimi 88,6 MW'ı aştı.
1997 yılında dünya yıllık güneş pili üretimi 125,8 MW'ı aştı.
1998 yılında dünya yıllık güneş pili üretimi 151,7 MW'ı aştı; polikristalin silisyum güneş pili üretimi ilk kez monokristalin silisyum güneş pili üretimini geçti.
1999 yılında dünya yıllık güneş pili üretimi 201,3 MW'ı aştı. ABD Ulusal Araştırma Laboratuvarı'ndan (NREL) MA Contreras ve arkadaşları, bakır indiyum kalay (CIS) güneş pili verimliliğinin %18,8'e ulaştığını, amorf silisyum güneş pillerinin ise pazar payının %12,3 olduğunu bildirdiler.
2000 yılında dünya yıllık güneş pili üretimi 399 MW'ı aştı. Wu X., Dhere RG, Aibin DS ve diğerleri, kadmiyum tellür (CdTe) güneş pili verimliliğinin %16,4'e ulaştığını ve monokristalin silisyum güneş pillerinin fiyatının yaklaşık 3 ABD Doları/W olduğunu bildirdiler.
2002 yılında dünya çapında yıllık güneş pili üretimi 540 MW'ı aştı. Polikristalin silisyum güneş pillerinin fiyatı yaklaşık 2,2 ABD doları/W idi.
2003 yılında dünya çapında yıllık güneş pili üretimi 760 MW'ı aştı. Almanya'daki Fraunhofer ISE, LFC (lazerle çalışan temaslı) kristal silisyum güneş pillerinde %20 verimlilik elde etti.
2004 yılında küresel yıllık güneş hücresi üretimi 1.200 MW'ı aştı. Almanya'daki Fraunhofer ISE, polikristalin silikon güneş hücresi verimliliğinin %20,3 olduğunu bildirdi. Amorf silikon güneş hücreleri pazar payının %4,4'ünü oluşturarak 1999'daki seviyelerinin üçte birine geriledi. CdTe %1,1, CIS ise %0,4 paya sahipti.
2005 yılında dünya çapında yıllık güneş pili üretimi 1.759 MW'a ulaştı.
