Una breve historia del desarrollo fotovoltaico global
Un repaso histórico nos ayuda a comprender el desarrollo de la tecnología fotovoltaica. A continuación, en orden cronológico, se presentan los acontecimientos históricos relacionados con el desarrollo de las células solares:
Desde el descubrimiento del efecto fotovoltaico (también conocido como fenómeno fotovoltaico) en líquidos por el científico francés E. Becquerel en 1839, las células solares han experimentado una larga historia de desarrollo que abarca más de 160 años.
En general, tanto la investigación básica como los avances tecnológicos han contribuido positivamente al desarrollo de las células solares. El exitoso desarrollo de células solares de silicio monocristalino por parte de tres científicos de Bell Labs (Estados Unidos) fue decisivo en su aplicación práctica. Esto marcó un hito en la historia del desarrollo de las células solares. Hasta la fecha, la estructura y el mecanismo básicos de las células solares se han mantenido inalterados.
En 1877, WG Adams y RE Day estudiaron el efecto fotovoltaico del selenio (Se) y crearon la primera célula solar de selenio.
En 1883, el inventor estadounidense Charles Fritts describió el principio de la primera célula solar de selenio.
En 1904, Hallwachs descubrió que la combinación de cobre y óxido cuproso (Cu/Cu2O) posee fotosensibilidad; el físico alemán Albert Einstein publicó un artículo sobre el efecto fotoeléctrico.
En 1918, el científico polaco Czochralski desarrolló el método Czochralski para cultivar silicio monocristalino.
En 1921, el físico alemán Albert Einstein ganó el Premio Nobel de Física por su teoría de 1904 que explicaba el efecto fotoeléctrico.
En 1930, B. Lang estudió las células solares de óxido cuproso/cobre y publicó el artículo "Un nuevo tipo de célula fotovoltaica." W. Schottky publicó el artículo "Un nuevo tipo de célula fotovoltaica de óxido cuproso."
En 1932, Audobert y Stora descubrieron el efecto fotovoltaico del sulfuro de cadmio (CdS).
En 1933, LO Grondahl publicó el artículo Rectificadores y fotocélulas de óxido de cobre y cuproso.
En 1941, Orr descubrió el efecto fotovoltaico en el silicio.
En 1951 se desarrollaron uniones pn, lo que permitió la fabricación de células solares de germanio monocristalino.
En 1953, el Dr. Dan Trivich de la Universidad Estatal de Wayne completó el primer cálculo teórico de la eficiencia fotovoltaica de varios materiales con diferentes anchos de banda basados en la energía solar.
En 1954, P. Rappaport y otros de los Laboratorios RCA informaron sobre el efecto fotovoltaico del sulfuro de cadmio (RCA: Radio Corporation of America).
Los investigadores de los Laboratorios Bell, DM Chapin, CS Fuller y GL Pearson informaron del descubrimiento de una célula solar de silicio monocristalino con una eficiencia del 4,5%, que alcanzó el 6% unos meses más tarde.
En 1955, Western Electric comenzó a vender patentes comerciales para la tecnología fotovoltaica de silicio. Se celebró una conferencia internacional sobre energía solar en la Universidad de Arizona. Hoffman Electronics lanzó un producto comercial de células solares con una eficiencia del 2 %, 14 mW por célula y un precio de 25 dólares por célula, equivalente a 1785 dólares por vatio.
En 1956, P. Pappaport, JJ Loferski y EG Linder publicaron un artículo titulado Efectos de la corriente electrónica en las uniones pn de germanio y silicio.
En 1957, Hoffman Electronics alcanzó una eficiencia del 8 % en su celda de silicio monocristalino. DM Chapin, CS Fuller y GL Pearson obtuvieron patentes para su dispositivo de conversión de energía solar.
En 1958, T. Mandelkorn, del Cuerpo de Señales de EE. UU., desarrolló células fotovoltaicas de silicio monocristalino de tipo n/p, con una alta resistencia a la radiación, lo que las hace cruciales para las baterías espaciales. Hoffman Electronics logró una eficiencia del 9 % en células de silicio monocristalino. Se lanzó el primer satélite alimentado por células fotovoltaicas, el Pioneer 1, con una célula fotovoltaica de 100 cm² y una potencia de salida de 0,1 W, utilizada para alimentar un micrófono de respaldo de 5 mW.
En 1959, Hoffman Electronics logró una eficiencia comercial de celdas de silicio monocristalino del 10 %, reduciendo significativamente la resistencia en serie de la celda mediante un electrodo de rejilla. Se lanzó el satélite Explorer 6, equipado con un conjunto de 9600 celdas solares de 2 cm² cada una y una potencia total de 20 W.
En 1960, Hoffman Electronics logró una eficiencia del 14% en células de silicio monocristalino.
En 1962 se lanzó el primer satélite de comunicaciones comerciales, Telstar, que utilizaba células solares de 14 W.
En 1962 se lanzó el primer satélite de comunicaciones comerciales, Telstar, que utilizaba células solares de 14 W.
En 1962 se lanzó el primer satélite de comunicaciones comerciales, Telstar, que utilizaba células solares de 14 W.
En 1963, Sharp Corporation produjo con éxito módulos de células fotovoltaicas; Japón instaló un conjunto fotovoltaico de 242 W en un faro, el más grande del mundo en ese momento.
En 1964 se lanzó la nave espacial "Numberland", equipada con un sistema fotovoltaico de 470 W.
En 1965, Peter Glaser y AD Little propusieron el concepto de una central solar satelital.
En 1966 se lanzó un observatorio astronómico en órbita a gran escala equipado con un sistema fotovoltaico de 1000 W.
En 1972, investigadores franceses instalaron un sistema fotovoltaico de sulfuro de cadmio en una escuela rural de Níger para alimentar la televisión educativa.
En 1973, la Universidad de Delaware en Estados Unidos construyó la primera casa fotovoltaica del mundo.
En 1974, Japón lanzó su Proyecto Sunshine para la generación de energía fotovoltaica. Tyco Laboratories desarrolló la primera cinta de silicio cristalino EFG, de 25 mm de ancho y 457 mm de largo (EFG significa Edge Defined Film Fed-Growth).
En 1977, la producción mundial de células fotovoltaicas superó los 500 kW. DE Carlson y CR Wronski, basándose en el trabajo de WE Spear de 1975 sobre el control de la unión pn, desarrollaron la primera célula solar de silicio amorfo (a-Si) del mundo.
En 1979, la capacidad mundial instalada de células solares alcanzó 1 MW.
En 1980, ARCO Solar se convirtió en el primer fabricante de células fotovoltaicas en alcanzar una capacidad de producción anual de 1 MW. Sanyo Electric fue pionero en el uso de células de silicio amorfo en una calculadora de bolsillo y, posteriormente, completó la producción en masa de módulos de silicio amorfo y realizó pruebas en exteriores.
En 1981, un avión propulsado por energía fotovoltaica, llamado Solar Challenger, voló con éxito.
En 1982, la producción anual mundial de células solares superó los 9,3 MW. En 1983, la producción anual mundial de células solares superó los 21,3 MW. Un coche de 1 kW con energía fotovoltaica, llamado SolarTrek, cruzó Australia, recorriendo 4000 km en 20 días.
En 1984 se introdujo un módulo solar comercial de silicio amorfo con una superficie de 929 cm2.
En 1985, el precio de las células solares de silicio monocristalino alcanzó los 10 USD/W. Martin Green, de la Universidad de Nueva Gales del Sur (Australia), desarrolló una célula solar de silicio monocristalino con una eficiencia del 20%.
En junio de 1986, ARCO Solar lanzó el G-4000, el primer módulo de potencia comercial de células solares de película fina del mundo.
En noviembre de 1987, el GM Sunraycer ganó la carrera de coches fotovoltaicos Pentax World Solar Challenge, recorriendo 3.100 km por Australia a una velocidad media de aproximadamente 71 km/h.
En 1990, la producción anual de células solares en el mundo superó los 46,5 MW.
En 1991, la producción anual mundial de células solares superó los 55,3 MW; la célula solar sensibilizada con colorante nano-TiO2 desarrollada por el profesor suizo Gratzel logró una eficiencia del 7%.
En 1992, la producción anual de células solares en el mundo superó los 57,9 MW.
En 1993, la producción anual de células solares en el mundo superó los 60,1 MW.
En 1994, la producción anual de células solares en el mundo superó los 69,4 MW.
En 1995, la producción anual mundial de células solares superó los 77,7 MW; la capacidad instalada total de células fotovoltaicas alcanzó los 500 MW.
En 1996, la producción anual de células solares en el mundo superó los 88,6 MW.
En 1997, la producción anual de células solares en el mundo superó los 125,8 MW.
En 1998, la producción anual de células solares del mundo superó los 151,7 MW; la producción de células solares de silicio policristalino superó por primera vez a la de células solares de silicio monocristalino.
En 1999, la producción anual mundial de células solares superó los 201,3 MW. MA Contreras et al., del Laboratorio Nacional de Investigación de Estados Unidos (NREL), informaron que la eficiencia de las células solares de cobre, indio y estaño (CIS) alcanzó el 18,8% y las células solares de silicio amorfo representaron el 12,3% de la cuota de mercado.
En 2000, la producción anual mundial de células solares superó los 399 MW. Wu X., Dhere RG, Aibin DS et al. informaron que la eficiencia de las células solares de telururo de cadmio (CdTe) alcanzó el 16,4% y el precio de las células solares de silicio monocristalino fue de aproximadamente 3 USD/W.
En 2002, la producción anual mundial de células solares superó los 540 MW. El precio de las células solares de silicio policristalino era de aproximadamente 2,2 USD/W.
En 2003, la producción anual mundial de células solares superó los 760 MW. Fraunhofer ISE, en Alemania, logró una eficiencia del 20 % en sus células solares de silicio cristalino LFC (contacto por láser).
En 2004, la producción anual mundial de células solares superó los 1200 MW. Fraunhofer ISE, Alemania, informó una eficiencia de las células solares de silicio policristalino del 20,3 %. Las células solares de silicio amorfo representaron el 4,4 % de la cuota de mercado, un tercio menos que en 1999. El CdTe representó el 1,1 % y el CIS el 0,4 %.
En 2005, la producción anual mundial de células solares alcanzó 1.759 MW.
