2022-06-06
"Fotovoltaiklerin Doğuşu
1839'da, 19 yaşındaki Fransız bilim adamı AE Becquerel, babasının laboratuvarındaki asidik gümüş klorür çözeltisine iki platin elektrotu yavaşça yerleştirdi.Farkında olmadan bu "yanlış" deneyle fotovoltaik dünyasının kapısı yavaş yavaş açılıyordu.Bu elektrotlar arasında akan akımı ölçerek ışıktaki akımın karanlıktaki akımdan biraz daha yüksek olduğunu buldu;bu olaya fotovoltaik etki adını verdi.Bu deneyde gözlemlediği küçük fotoakımın, bir yüzyıl sonra insanın enerji kullanımında büyük bir değişikliğe yol açacağını tahmin etmemişti.Onun keşfinin şerefine, fotovoltaik etki aynı zamanda "Becquerel etkisi" olarak da biliniyor.
Becquerel'in deneyleri 37 yıl boyunca hareketsiz kaldıktan sonra İngiliz bilim adamı William Grills Adams ve öğrencisi Richard Evans Day, selenyumun ışığa maruz kaldığında elektrik ürettiğini keşfetti.Selenyum o dönemde kullanılan elektronik bileşenler için ihtiyaç duyulan elektrik enerjisini sağlayamasa da, bu durum katı metallerin ışığı doğrudan elektriğe dönüştürebildiğini kanıtlıyordu.
1883 yılında Amerikalı bilim adamı Charles Fritz, ilk fotovoltaik hücreyi oluşturmak için germanyum levha üzerine bir selenyum metal elektrot tabakası kapladı.Dönüşüm verimliliği yalnızca %1 olmasına ve son derece maliyetli olmasına rağmen Fritz iddialıydı: "Yalnızca gün ışığında değil, aynı zamanda dağınık ışık ve hatta loş ışık kullanarak sürekli ve istikrarlı bir şekilde elektrik üretiyor... Yakında fotovoltaiği görebiliriz [kömürlü termik santrallerle] yarışan paneller!" Ne yazık ki öngörüsü gerçekleşmedi.Siemens'e, icadını öven Edison'la aynı seviyede olan bir fotovoltaik hücre göndermişti.Siemens, fotovoltaik teknolojisinin bilimde geniş kapsamlı bir öneme sahip olduğuna inanıyordu ve o zamanın fizik boğası Maxwell de fizikte ünlü "Maxwell denklem sistemi"ni meşhur ettiği için aynı fikirdeydi.O zamandan beri birçok bilim adamı fotoelektrik etki üzerine temel araştırmalar yapmaya başladı.Ancak ister Siemens ister Maxwell olsun, fotovoltaiğin ardındaki sırrı çözemediler.
24 yıl süren bu gizemden sonra, 1907'de foton hakkındaki kuantum hipotezine dayanarak fotoelektrik etkinin teorik açıklamasını yapan bir başka fizik devi Albert Einstein tarafından bir atılım gerçekleştirildi.Bunun için 1921'de Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. 1912-1916 yılları arasında Amerikalı deneysel fizikçi Robert Andrews Milliken, Einstein'ın fotoelektrik etki konusundaki varsayımını deneylerle doğruladı ve 1923'te Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. Teorik olarak fotovoltaiklerin gelişimi hızlı bir şekilde ilerlemeye başladı.
1916'da Polonyalı kimyager Jan Czeklarski, monokristalin silikonun saflaştırılması için kristal çekme işlemini keşfetti ve buna kendisinden sonra Czeklarski Yöntemi adını verdi.Bu teknoloji, 1950'li yıllara kadar yarı iletken imalat endüstrisinde levha imalatına pratik olarak uygulanmaya başlamamıştır ve büyük ölçekli yarı iletken cihazlara olan talebin artmasıyla birlikte, bu süreç sürekli olarak gelişmektedir.
1934 yılında bilim adamlarının ince film güneş pilleri üzerinde araştırmalara başlaması ve güneş pilleri aracılığıyla enerji konusunda kendi kendine yeten sistemler yaratmayı hayal etmesiyle tarihin çarkı neredeyse 20 yıl daha ilerledi.Deneysel veriler, malzemeye metal safsızlıkları katarak enerji üretim verimliliğinin artırılabileceğini gösterdi.
1940 yılında ABD'li yarı iletken uzmanı Russell Orr, güneş pillerinin buluşu ve üretimi için sağlam bir temel oluşturan katı hal diyot pn bağlantısının temel yapısını oluşturdu ve fotovoltaik enerji üretimini endüstriyel alanda büyük ölçüde ilerletti.
1953 yılında Amerikalı fizikçi Daryl Chapin, Gerald Pearson ve kimyager Calvin Sauser Fowler, her biri yaklaşık 2 santimetre boyutunda ve yaklaşık %4 üretim verimliliğine sahip kristal silikon güneş pilleri ürettiler.O zamandan beri güneş pilleri yavaş yavaş endüstriye girdi.
Endüstriye
17 Mart 1958'de, kimyasal ve fotovoltaik hücreler kullanan ikinci ABD yapay uydusu, fırlatıcı aracılığıyla uzaya gönderildi.Bu küçük uydu, o zamandan beri uzay araştırmaları için yavaş yavaş geliştirilen güneş pillerinin kullanımının temelini attı.Piller aracılığıyla elde edilen uzatılmış uzay aracı ömrünün değeri, güneş pili üretiminin yüksek maliyetinden çok daha ağır basmaktadır.Ayrıca güneş pilleri radyoizotop jeneratörlerine göre daha ucuz ve daha az riskli hale geldi.Günümüzde çoğu uzay aracı güneş pilleriyle donatılmıştır ve dünyadaki yaklaşık 1000 uydu, elektrik üretmek için fotovoltaikleri kullanmaktadır.Uzayda güneş pilleri metrekare başına 220 watt'lık bir çıkışa ulaşıyor.
1976'da Avustralya hükümeti taşradaki tüm telekomünikasyon ağını fotovoltaik hücre istasyonları aracılığıyla işletmeye karar verdi.Fotovoltaik enerji santrallerinin kurulması ve işletilmesi o kadar başarılı oldu ki, dünya çapında güneş teknolojisine olan güven arttı.
1980'den bu yana Meksika Körfezi'ndeki küçük insansız petrol sondaj platformları güneş modülleriyle donatıldı ve daha önce kullanılan büyük pillerin yerini yavaş yavaş ekonomi ve pratiklik avantajlarıyla aldı.
1983'ten bu yana ABD Sahil Güvenlik, sinyal ışıkları ve seyir ışıkları güç kaynağı için fotovoltaik kullanmaya başladı.Şu anda ABD'nin küresel fotovoltaik pazarındaki payı yaklaşık %21'di ve PV pazarı esas olarak bağımsız sistem çözümlerine yönelikti.
1990'dan bu yana İsviçreli mühendis Markus Real, her evi kendi fotovoltaik sistemiyle donatmanın, yani merkezi olmayan enerji dönüşümünü desteklemenin ekonomik açıdan daha mantıklı olduğunu ileri sürdü.Zürih'teki ayrı binalara 333 adet 3 kW çatı üstü PV sistemi kurdu.
1991 yılında Almanya 1.000 Çatı programını başlattı ve "Besleme Yasası" kamu hizmeti şirketlerinin küçük yenilenebilir enerji santrallerinden elektrik elde etmesini zorunlu hale getirdi.Berlin'de Solon AG ve Freiburg'da bir güneş enerjisi tesisi kuruldu.
1994 ve 1997'de Japonya ve ABD Milyon Çatı Programını başlattı.
2010 yılında Almanya'daki fotovoltaik sistemlerin toplam nominal gücü 10 gigawatt'ı aştı ve 2015 yılında dünya çapındaki fotovoltaik sistemlerin nominal gücü 200 gigawatt'a ulaştı.
Sorgunuzu doğrudan bize gönderin
