谁发明了太阳能电池板？探索太阳能的历史

在 1954 年贝尔实验室发明第一块现代太阳能电池板之前，太阳能的历史是由个人发明家和科学家推动的一段断断续续的历史。随后，航天和国防工业认识到了它的价值，到 20 世纪末，太阳能已成为一种有前途但仍然昂贵的化石燃料替代品。

在 21^英石世纪以来，该行业已经成熟，发展成为一种成熟且廉价的技术，正在迅速取代能源市场上的煤炭、石油和天然气。该时间表重点介绍了太阳能技术出现过程中的一些主要先驱和事件。

大航海时代（19世纪-20世纪初）

物理学在 19 世纪中叶蓬勃发展，在电学、磁学和光研究等方面的实验以及其他方面取得了突破。太阳能的基础知识是这一发现的一部分，发明家和科学家为该技术随后的大部分历史奠定了基础。

1839：19 岁时，法国人亚历山大·埃德蒙·贝克勒尔 (Alexandre-Edmond Becquerel) 在其父亲的实验室中制造出了世界上第一个光伏电池。他对光和电的研究激发了后来光伏发电的发展。如今，贝克勒尔奖每年由欧洲光伏太阳能会议暨展览会颁发。

1861：数学家和物理学家奥古斯特（或奥古斯丁）穆胡特获得了太阳能电机的专利。

1873年：电气工程师威洛比史密斯发现在硒中。

1876：伦敦国王学院自然哲学教授 WG Adams 发现“由于辐射热、光或化学作用，硒的电阻发生变化”。

1882：Abel Pifre 建造了一个“太阳能发动机”，可以产生足够的电力来为他的太阳能印刷机提供动力，他将其展示在法国巴黎的杜乐丽花园（如下图）。

1883年：发明家查尔斯·弗里茨 (Charles Fritts) 使用镀有金的硒开发了第一块太阳能电池。它将太阳辐射转化为电能的效率不到百分之一。

1883年：发明家约翰·爱立信 (John Ericsson) 开发了一种“太阳能电机”，它使用抛物槽式结构 (PTC) 来聚焦太阳辐射来运行蒸汽锅炉。 PTC仍在太阳能热发电站中使用。

1884年：查尔斯·弗里茨在纽约市的屋顶上安装太阳能电池板。

1903年：企业家 Aubrey Eneas 的太阳能汽车公司开始销售太阳能蒸汽机，为加利福尼亚州帕萨迪纳的灌溉项目提供燃料。公司很快就倒闭了。

1912-1913：工程师 Frank S human 的 Sun Power 公司使用 PTC 建造了世界上第一座太阳能热电厂。

理解时代（19世纪末20世纪初）

现代理论物理学的出现有助于为更好地理解光伏能源奠定基础。量子物理学对光子和电子的亚原子世界的描述揭示了入射光包如何破坏硅晶体中的电子以产生电流的机制。

1888年：物理学家 Wilhelm Hallwachs 以现在所谓的 Hallwachs 效应描述了光伏电池的物理原理。

1905年：阿尔伯特·爱因斯坦发表了《关于光的产生和转化的启发式观点》，解释了光如何通过从某些金属的原子中敲出电子来产生电流。

1916年：化学家 Jan Czochralski 发明了一种制造金属单晶的方法。这成为制造仍用于电子产品（包括太阳能电池）的半导体晶圆的基础。

1917年：阿尔伯特·爱因斯坦通过引入光充当携带电磁力的数据包的概念，为光伏发电提供了理论基础。

1929：物理学家吉尔伯特·刘易斯创造了“光子”一词来描述爱因斯坦的电磁能量包。

发展时代（20世纪中叶）

基于单晶硅太阳能电池的发明，对太阳能技术发展的认真研究离开了实验室。与许多其他技术一样，它源于美国国防和航天工业的研究，其首次成功应用是在卫星和太空探索中。这些用途证明了太阳能的有效性，尽管大多数技术仍然过于昂贵而无法商业化。

1941 年：贝尔实验室工程师 拉塞尔·奥尔 (Russell Ohl) 申请了第一项专利。

1947 年： 由于战后能源短缺，房屋变得流行。

1951年：制造了由锗制成的太阳能电池。

1954 年：贝尔实验室生产出第一个高效硅太阳能电池。虽然与现有电池相比较弱，但这些电池是第一个能够产生大量电力的电池，效率约为 4%。

1955 年：第一个太阳能电话诞生了。

1956 年：通用电气推出第一台太阳能收音机。它可以在白天和黑暗中运行。

1958 年：Vanguard I 是第一艘由太阳能电池板供电的航天器。

1960 年：一辆配有太阳能电池板屋顶和 72 伏电池的汽车在英国伦敦行驶。

1961 年：联合国主办了一次关于发展中国家利用太阳能的会议。

1962 年：贝尔实验室的 3,600 个电池为第一颗太阳能通信卫星 Telstar 提供动力。

1967 年：苏联的联盟一号成为第一艘载人的太阳能航天器。

1972 年：太阳能手表 Synchronar 2100 上市。

增长时代（20世纪末）

20 世纪 70 年代初的能源危机刺激了太阳能技术的首次商业化。工业化国家的石油短缺导致经济增长缓慢和油价高企。作为回应，美国政府为商业和住宅太阳能系统、研发机构、在政府建筑中使用太阳能发电的示范项目以及至今仍然支持太阳能行业的监管结构制定了财政激励措施。有了这些激励措施，太阳能电池板的成本从 1956 年的 1,865 美元/瓦上升到 1976 年的 106 美元/瓦（价格调整为 2019 年美元）。

1973 年：阿拉伯国家主导的石油禁运导致油价上涨300%。

1973 年：特拉华大学建造了 Solar One，这是第一座完全由太阳能供电的建筑。

1974 年：《太阳能供暖和制冷示范法案》呼吁在联邦建筑中使用太阳能。

1974 年：国际能源署的成立是为了研究和预测能源市场。

1974 年：美国能源研究与发展管理局（ERDA）的成立是为了促进太阳能的商业化。

1974 年：太阳能产业协会（SEIA）的成立是为了代表太阳能行业的利益。

1977 年：太阳能研究所由国会设立。现在是国家可再生能源实验室（NREL）。

1977 年：世界光伏电池产量超过500千瓦。

1977 年：美国能源部成立。

1978 年：1978 年的《公用事业监管政策法案》(PURPA) 为要求公用事业公司从符合特定能源和效率标准的“合格设施”购买电力。

1978 年：《能源税法》创建了(ITC) 和住宅能源信贷为购买太阳能系统提供激励。

1979 年：伊朗革命中断了中东的石油出口，迫使油价上涨。

1979 年：美国总统在白宫屋顶安装太阳能电池板，后来被罗纳德·里根总统拆除。

1981 年：由美国和沙特阿拉伯资助的第一个聚光光伏系统投入运行。

1981 年：太阳能挑战者号成为世界上第一架能够长距离飞行的太阳能飞机。

1981 年：Solar One 是位于加利福尼亚州巴斯托附近莫哈韦沙漠的太阳能热利用试点项目，由美国能源部完成。

1982 年：首次大规模建于加利福尼亚州希斯皮里亚附近。

1982 年：萨克拉门托市政公用事业区启用了第一个太阳能发电设施。

1985 年：澳大利亚新南威尔士大学光伏工程中心研制出效率可达 20% 的硅电池。

1985 年：锂离子电池被开发出来，后来用于存储可再生能源。

1991：第一批锂离子电池实现商业化生产。

1992：国会将投资税收抵免永久化。

2000年：德国制定了上网电价补贴计划来刺激太阳能行业。

成熟时代（21世纪）

太阳能是一项昂贵但科学合理的技术，受益于政府的持续支持，成为历史上成本最低的能源。它的成功遵循S曲线，即一项技术的最初增长缓慢，并且仅由早期采用者推动，然后随着规模经济使生产成本下降和供应链扩大而经历爆炸性增长。虽然 1976 年太阳能组件的成本为 106 美元/瓦（按 2019 年美元计算），但到 2019 年降至仅为 0.38 美元/瓦，其中 89% 的下降发生在 2010 年之后。

2001年：家得宝开始销售住宅太阳能系统。

2001年：尚德电力在中国成立，并成为太阳能技术的世界领导者。

2006年：加州公用事业委员会批准加州太阳能计划，为太阳能发展提供激励措施。

2008年：NREL 创下了 40.8% 的太阳能电池效率世界纪录。

2009年：国际可再生​​能源机构（IRENA）成立。

2009年：美国复苏和再投资法案 (ARRA) 规定：900亿清洁能源投资和税收优惠，包括太阳能项目的补贴和贷款担保。

2009年：中国引入上网电价补贴以刺激太阳能行业的增长。

2010年：美国总统巴拉克·奥巴马重新安装太阳能电池板以及白宫的太阳能热水器。

2011年：Solyndra 破产和投资惨败减缓了太阳能行业的增长。

2013年：全球太阳能光伏发电装置突破100吉瓦。

2015年：特斯拉推出锂离子电池电池组允许屋顶太阳能业主储存电力。

2015年：中国超越德国，成为全球太阳能系统装机容量领先者。

2015年：谷歌推出天窗项目帮助房主判断屋顶太阳能的可行性。

2016年：美国的太阳能装置达到一百万个。

2016年：阳光动力 2 号进行了全球首次零排放飞行。

2016年：内华达州拉斯维加斯成为美国最大的完全依靠可再生能源运行的城市政府，其中包括市政厅前的太阳能电池板树。

2017年：在美国，太阳能行业雇用的发电人员比化石燃料行业还多。

2019：第一个海上浮动太阳能发电场安装在荷兰北海。

2020年：建造一座新的太阳能发电厂比继续运营现有的燃煤发电厂更便宜。

2020年：加州要求所有新房都配备太阳能电池板。

2020年：国际能源署表示“太阳能是电力市场的新王者”。

2021 年：苹果公司宣布正在建造世界上最大的锂离子电池，以利用其能源240兆瓦时太阳能发电场在加利福尼亚州。