تاریخچه ی کوتاه  فتوولتاییک

عبارت”Photovoltaic” ترکیبی است از کلمه یونانی “Photos” به معنی نور و Volt که نام واحد نیروی الکتروموتیو یعنی نیرویی که موجب حرکت الکترون ها می شود (یعنی جریان الکتریکی) است. در واقع Volt نام فیزیکدان ایتالیایی”  Count Alessandro Volta” مخترع باتری است. بنابراین فتوولتاییک تولید الکتریسته از نور را انجام می دهد.

کشف پدیده فتوولتاییک به فیزیکدان فرانسوی  Edmond Becquereشکل (1) نسبت داده می شود، که در سال 1839 با چاپ مقاله ای (1839،Becquerel) تجربیات خود را با باتری تر (Wet Cell) ارائه کرد. او مشاهده کردکه ولتاژ باتری وقتی که صفحات نقره ای آن تحت تابش نور خورشید قرار می گیرند، افزایش پیدا می کند.

                                                                                                                              

                                                                                                                         شکل-1: ادموند بکرل کاشف پدیده فتوولتاییک

اما اولین گزارش از پدیده PV[1] در یک ماده جامد در سال 1877 بود، یعنی زمانی که دو داشمند کمبریج W.J.Adams,R.E.Day در مقاله ای به انجمن سلطنتی، تغییراتی را که در خواص الکتریکی سلنیوم ایجاد می شود (وقتی که تحت تابش نور قرار می گیرد)، توضیح دادند.  Adams and Day,1877))

در سال 1883 Charles Edjar Fritts که یک مهندس برق نیویورکی بود، یک سلول خورشیدی سلنیومی ساخت که از برخی جهات شبیه به سلول های خورشیدی سیلیکانی امروزی بود. این سلول تشکیل شده بود از یک ویفر (پولک) نازک سلنیوم که با یک توری از سیم های خیلی نازک طلا و یک ورق حفاظتی از شیشه پوشانده شده بود. اما سلول ساخت او خیلی کم بازده بود.

بازدهی یک سلول خورشیدی عبارت است از درصدی از انرژی خورشیدی تابیده به سطح آن است که به انرژی الکتریکی تبدیل شده باشد.کمتر از یک درصد انرژی خورشیدی تابیده شده به سطح این سلول ابتدایی به الکتریسیته تبدیل می شد. با وجود این، سلول های سلنیومی سرانجام در نور سنج های عکاسی به طور وسیعی به کار گرفته شد.

دلایل اساسی برای کم بازده بودن این وسیله ی ابتدایی، چند سال بعد آشکار شد، وقتی که در نیمه اول قرن بیستم فیزیک دانانی مانند پلانک و انیشتین دیدگاه جدیدی را برای طبیعت تابش و خواص بنیادین مواد گشودند.

بازدهی بهترین تک سلول خورشیدی سیلیکانی در حال حاضر به 24 درصد در شرایط آزمایشگاهی رسیده است. بهترین مدول PV سیلیکانی که در حال حاضر به طور تجاری در دسترس است دارای بازدهی 17 درصد بوده و انتظار می رود که در حدود 10 سال آینده این بازدهی به 20 درصد برسد. در 10 سال اخیر منتهی به سال 2002، ظرفیت کل نصب شده ی سامانه های PV به تقریب 10 برابر افزایش یافته است، قیمت مدول ها به زیر 4 دلار بر وات و کل سیستم به حدود 7 دلار بر وات رسیده است. همانطور که در فصول بعد خواهیم دید، بهبود در قیمت- کارایی ( Cost-Effectiveness) سلول های PV در حال افزایش است.

                                                                                                    

                                                     شکل-2: سرمایه گذاری جدید جهانی در انرژی های تجدید پذیر بر اساس فناوری، کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه تا سال 2015 میلادی