Uma breve história do desenvolvimento fotovoltaico global
Uma revisão histórica nos ajuda a entender o desenvolvimento da tecnologia fotovoltaica. Aqui, em ordem cronológica, estão os eventos históricos relacionados ao desenvolvimento das células solares:
Desde a descoberta do efeito fotovoltaico (também conhecido como fenômeno fotovoltaico) em líquidos pelo cientista francês E. Becquerel em 1839, as células solares passaram por uma longa história de desenvolvimento que abrange mais de 160 anos.
No geral, tanto a pesquisa básica quanto o avanço tecnológico desempenharam um papel positivo na promoção do desenvolvimento de células solares. O desenvolvimento bem-sucedido de células solares de silício monocristalino por três cientistas dos Laboratórios Bell, nos Estados Unidos, desempenhou um papel decisivo na aplicação prática das células solares. Isso representou um marco na história do desenvolvimento de células solares. Até o momento, a estrutura e o mecanismo básicos das células solares permaneceram inalterados.
Em 1877, WG Adams e RE Day estudaram o efeito fotovoltaico do selênio (Se) e criaram a primeira célula solar de selênio.
Em 1883, o inventor americano Charles Fritts descreveu o princípio da primeira célula solar de selênio.
Em 1904, Hallwachs descobriu que a combinação de cobre e óxido cuproso (Cu/Cu2O) possui fotossensibilidade; o físico alemão Albert Einstein publicou um artigo sobre o efeito fotoelétrico.
Em 1918, o cientista polonês Czochralski desenvolveu o método Czochralski para o cultivo de silício monocristalino.
Em 1921, o físico alemão Albert Einstein ganhou o Prêmio Nobel de Física por sua teoria de 1904 explicando o efeito fotoelétrico.
Em 1930, B. Lang estudou células solares de óxido cuproso/cobre e publicou o artigo "Um novo tipo de célula fotovoltaica." W. Schottky publicou o artigo "Um novo tipo de célula fotovoltaica de óxido cuproso."
Em 1932, Audobert e Stora descobriram o efeito fotovoltaico do sulfeto de cádmio (CdS).
Em 1933, LO Grondahl publicou o artigo "Retificadores de óxido cuproso e fotocélulas."
Em 1941, Orr descobriu o efeito fotovoltaico no silício.
Em 1951, junções pn foram cultivadas, permitindo a fabricação de células solares de germânio monocristalino.
Em 1953, o Dr. Dan Trivich, da Wayne State University, concluiu o primeiro cálculo teórico da eficiência fotovoltaica de vários materiais com diferentes larguras de banda proibida com base na energia solar.
Em 1954, P. Rappaport e outros dos Laboratórios RCA relataram o efeito fotovoltaico do sulfeto de cádmio (RCA: Radio Corporation of America).
Os pesquisadores DM Chapin, CS Fuller e GL Pearson dos Laboratórios Bell relataram a descoberta de uma célula solar de silício monocristalino com eficiência de 4,5%, que atingiu 6% alguns meses depois.
Em 1955, a Western Electric começou a vender patentes comerciais para a tecnologia fotovoltaica de silício. Uma conferência internacional sobre energia solar foi realizada na Universidade do Arizona. A Hoffman Electronics lançou uma célula solar comercial com eficiência de 2%, 14 mW por célula e preço de US$ 25 por célula, equivalente a US$ 1.785 por watt.
Em 1956, P. Pappaport, JJ Loferski e EG Linder publicaram um artigo intitulado "Efeitos da corrente eletrônica em junções pn de germânio e silício."
Em 1957, a Hoffman Electronics alcançou uma eficiência de 8% para sua célula de silício monocristalino. DM Chapin, CS Fuller e GL Pearson receberam patentes para seu dispositivo de conversão de energia solar.
Em 1958, T. Mandelkorn, do Corpo de Sinalização dos EUA, desenvolveu células fotovoltaicas de silício monocristalino do tipo n/p, que apresentam alta resistência à radiação, tornando-as cruciais para baterias espaciais. A Hoffman Electronics alcançou uma eficiência de 9% em células de silício monocristalino. O primeiro satélite alimentado por células fotovoltaicas, o Pioneer 1, foi lançado, com uma célula fotovoltaica de 100 cm² com potência de saída de 0,1 W, usada para alimentar um microfone reserva de 5 mW.
Em 1959, a Hoffman Electronics atingiu uma eficiência comercial de 10% para células de silício monocristalino, reduzindo significativamente a resistência em série da célula com o uso de um eletrodo de grade. O satélite Explorer 6 foi lançado, com um conjunto de 9.600 células solares, cada uma com 2 cm², totalizando 20 W.
Em 1960, a Hoffman Electronics alcançou uma eficiência de 14% em células de silício monocristalino.
Em 1962, o primeiro satélite de comunicações comercial, o Telstar, foi lançado, usando células solares de 14 W.
Em 1962, o primeiro satélite de comunicações comercial, o Telstar, foi lançado, usando células solares de 14 W.
Em 1962, o primeiro satélite de comunicações comercial, o Telstar, foi lançado, usando células solares de 14 W.
Em 1963, a Sharp Corporation produziu com sucesso módulos de células fotovoltaicas; o Japão instalou um conjunto fotovoltaico de 242 W em um farol, o maior do mundo na época.
Em 1964, a nave espacial "Numberland" foi lançada, equipada com um conjunto fotovoltaico de 470 W.
Em 1965, Peter Glaser e AD Little propuseram o conceito de uma estação de energia solar via satélite.
Em 1966, foi lançado um observatório astronômico orbital de grande escala equipado com um conjunto fotovoltaico de 1000 W.
Em 1972, pesquisadores franceses instalaram um sistema fotovoltaico de sulfeto de cádmio em uma escola rural no Níger para alimentar uma televisão educacional.
Em 1973, a Universidade de Delaware, nos Estados Unidos, construiu a primeira casa fotovoltaica do mundo.
Em 1974, o Japão lançou seu "Sunshine Project" para geração de energia fotovoltaica. A Tyco Laboratories desenvolveu a primeira fita de silício cristalino EFG, com 25 mm de largura e 457 mm de comprimento (EFG significa Edge Defined Film Fed-Growth).
Em 1977, a produção global de células fotovoltaicas ultrapassou 500 kW. DE Carlson e CR Wronski, com base no trabalho de WE Spear de 1975 sobre o controle da junção pn, desenvolveram a primeira célula solar de silício amorfo (a-Si) do mundo.
Em 1979, a capacidade global instalada de células solares atingiu 1 MW.
Em 1980, a ARCO Solar tornou-se a primeira fabricante de células fotovoltaicas a atingir uma capacidade de produção anual de 1 MW. A Sanyo Electric foi pioneira no uso de células de silício amorfo em uma calculadora de bolso e, posteriormente, concluiu a produção em massa de módulos de silício amorfo e realizou testes ao ar livre.
Em 1981, uma aeronave movida a energia fotovoltaica chamada Solar Challenger voou com sucesso.
Em 1982, a produção anual global de células solares ultrapassou 9,3 MW. Em 1983, a produção anual mundial de células solares ultrapassou 21,3 MW. Um carro movido a energia fotovoltaica de 1 kW chamado SolarTrek cruzou a Austrália, percorrendo 4.000 km em 20 dias.
Em 1984, foi introduzido um módulo comercial de célula solar de silício amorfo com uma área de 929 cm2.
Em 1985, o preço das células solares de silício monocristalino atingiu 10 USD/W. Martin Green, da Universidade de Nova Gales do Sul, Austrália, desenvolveu uma célula solar de silício monocristalino com uma eficiência de 20%.
Em junho de 1986, a ARCO Solar lançou o G-4000, o primeiro módulo de energia de célula solar de película fina comercial do mundo."h
Em novembro de 1987, o GM Sunraycer venceu a corrida de carros movidos a energia fotovoltaica Pentax World Solar Challenge, cobrindo 3.100 km pela Austrália, com uma velocidade média de aproximadamente 71 km/h.
Em 1990, a produção anual mundial de células solares ultrapassou 46,5 MW.
Em 1991, a produção anual mundial de células solares ultrapassou 55,3 MW; a célula solar sensibilizada por corante nano-TiO2 desenvolvida pelo professor suíço Gratzel atingiu uma eficiência de 7%.
Em 1992, a produção anual mundial de células solares ultrapassou 57,9 MW.
Em 1993, a produção anual mundial de células solares ultrapassou 60,1 MW.
Em 1994, a produção anual mundial de células solares ultrapassou 69,4 MW.
Em 1995, a produção anual mundial de células solares ultrapassou 77,7 MW; a capacidade total instalada de células fotovoltaicas atingiu 500 MW.
Em 1996, a produção anual mundial de células solares ultrapassou 88,6 MW.
Em 1997, a produção anual mundial de células solares ultrapassou 125,8 MW.
Em 1998, a produção anual mundial de células solares ultrapassou 151,7 MW; a produção de células solares de silício policristalino excedeu a de células solares de silício monocristalino pela primeira vez.
Em 1999, a produção anual mundial de células solares ultrapassou 201,3 MW. MA Contreras et al., do Laboratório Nacional de Pesquisa dos EUA (NREL), relataram que a eficiência das células solares de cobre, índio e estanho (CIS) atingiu 18,8%, e as células solares de silício amorfo representaram 12,3% da participação de mercado.
Em 2000, a produção anual mundial de células solares ultrapassou 399 MW. Wu X., Dhere RG, Aibin DS et al. relataram que a eficiência das células solares de telureto de cádmio (CdTe) atingiu 16,4%, e o preço das células solares de silício monocristalino era de aproximadamente 3 USD/W.
Em 2002, a produção anual mundial de células solares ultrapassou 540 MW. O preço das células solares de silício policristalino era de aproximadamente 2,2 USD/W.
Em 2003, a produção anual mundial de células solares ultrapassou 760 MW. O Fraunhofer ISE, na Alemanha, alcançou uma eficiência de 20% para suas células solares de silício cristalino LFC (contato a laser).
Em 2004, a produção anual global de células solares ultrapassou 1.200 MW. O Fraunhofer ISE, da Alemanha, relatou uma eficiência de células solares de silício policristalino de 20,3%. As células solares de silício amorfo representaram 4,4% da participação de mercado, uma queda de um terço em relação ao nível de 1999. O CdTe representou 1,1% e o CIS, 0,4%.
Em 2005, a produção anual global de células solares atingiu 1.759 MW.
