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《光伏春秋》之夏商周时代(一)
【更新时间:2017-6-30】【点击:64 次】【来源:】【字体: 】【打 印】 【关 闭

第一节 炎黄之1839-1913

从现象到产品半世纪光伏电池专利悄走来

让我们走入历史,回溯一下百年前光伏是如何被发现、发明出来的。根据各项公开资料,我们可以梳理出这样的脉络。人类大概从诞生之日起就开会了应用太阳能,但学会运用光伏则是最近一百多年前的事。有趣的是,太阳能光伏发展的一个半世纪的历程,也是石油、电、汽车等现代技术、工业和能源的开发、试点、推广和普及的历程。

目前可知的最早的有关的光伏发现的资料是1839年,Alexandre Edmond Becquerel(亚历山大.埃德蒙.贝克勒尔)通过电极的导电溶液暴露在光线下观察到的光生伏特效应。

 

光生伏特效应原理图

1840年,让中国人记住的是清朝,是鸦片战争,是中国农耕社会和封建帝王式统治不及文艺复兴及资本主义兴起带来工业革命下的工业社会和立宪法治。

1853年,乔治.比斯尔到美国宾州石油渗出地实地勘察石油。经过此后六年的努力,到1859年,德雷克“上校”在宾州特拉斯维尔村钻出第一口油井。由此,真正的石油时代开始揭幕,尽管当时人们并不这么认为,并未意识到石油时代的降临。这样的事件和例子比比皆是,在光伏业也是如此。

1870年,石油和商业“天才”洛克菲勒创建日后闻名于世的美孚石油公司。

1873年,俄国的巴库石油开始开发。一个著名家族——诺贝尔家族进入俄国石油产业淘金。十二年后,1885年,又一个著名家族——罗斯柴尔德家族进入俄国石油产业淘金。

1873年,Willoughby Smith(威洛比.史密斯)发现,硒显示光电导。

1877年,W.G. Adams(W.G.亚当斯)和R.E.Day (R.E.戴伊)在凝固的硒上观察到光伏效应,并发表了一篇关于硒电池的论文,标题为“The action of light on selenium(光在硒中的行为效应)”。论文发表在“Proceedings of the Royal Society(英国皇家学会学报),A25,113论文集。

1882年,两个改变世界的事件发生,一个可谓好事,一个可谓坏事。前者是托马斯.爱迪生电力试验获得成功,这预示着人类即将进入电时代。后者是美孚石油托拉斯成立。次年,另外一件日后改变事件的光伏大事发生——黄金版的第一个太阳能电池诞生。

1883年,Charles Fritts(查尔斯.弗瑞兹)开发出通过使用硒镀在一个薄层的黄金上面来形成发电设备——发出小于1%的效率的太阳能电池。

 

Charles Fritts(查尔斯.弗瑞兹)和他的黄金太阳能电池

从1839年科学家发现了光生伏特现象,到1883年开发出太阳能发电电池,历时近半个世纪,尽管效率才1%左右。这与今日动辄高达20%以上甚或40%左右相差可谓十万八千里,这1%的起步似乎微不足道,但这是这样的微不足道才铺垫和造就了今日的如此成就。

就当时而言,大概也是光伏史上的“月球一小步,地球一大步了”。这个时期,总体而言,可谓光伏发现、研究和发明的第一个高潮期。但一战以及后续的经济危机和二战等则成为光伏发展的低潮期。

要知道,下一次历史性的重大突破要到1954年,贝尔实验室开发出大约6%效率的现代太阳能硅电池。这距离1883年的1%效率的电池,时隔七十年之久。

1885年,皇家荷兰石油公司在东南亚印尼苏门答腊岛发现石油.

1885年,又一个著名家族——罗斯柴尔德家族进入俄国石油产业淘金。

1887年,Heinrich Hertz(海因里希.赫兹)研究了紫外线光导性,发现了光电效应。

同年,James Moser(詹姆斯.莫泽)报告染料敏化光电化学电池。

1888年,Edward Weston(爱德华.韦斯顿)接收到美国专利US389124——“ 太阳能电池 ”,US389125——“ 太阳能电池”。

1888年至1891年,Aleksandr Stoletov(亚历山大.斯托列托夫)创造了第一个基于外光电效应的太阳能电池。

1892年,马库斯.塞缪尔令“骨螺号”驶进苏伊士运河,壳牌石油公司开始运营。

1894年,Melvin Severy(梅尔文.塞弗里)接收到美国专利US527377——“ 太阳能电池 ”,US527379——“ 太阳能电池”。

1896年,亨利.福特制造出第一辆汽车。这预示着汽车时代即将来临。如果说,电的成功试验将使得石油的产品之一的煤油逐渐失去市场,而汽车的发明及其后汽油的研制成功则使得石油的用途大大改变。二十年后,伯顿的石油“热裂化”技术获得炼油专利。

1897年,Harry Reagan(哈利.里根)收到美国专利US588177——“ 太阳能电池 ”。

1901年,Philipp von Lenard(菲利普.冯.莱纳德)观察到在电子,能源与光的频率之间存在变化。

1901年,BP石油的创始人威廉.达西取得波斯石油开采权,历经8年艰辛努力,1908年,波斯发现石油,英波公司(后改名英伊公司)得以成立。这是继美国石油开采近半个世纪之后二十世纪中东石油大发展和石油石油大发展第一棒。

同年,美国德州纺锤岭建成喷油井。太阳石油、德州石油公司、海湾石油公司创建。这也预示着美国、中东和世界石油石油的大开发时代即将来临。

1903年,莱特兄弟飞机首航。在十九世纪的地上和海上航行之后,二十世纪人类将进入空中飞行时代。

1904年,Wilhelm Hallwachs(维廉.霍尔瓦克斯)制造出半导体结太阳能电池(铜和氧化铜)。

1905年,Albert Einstein(阿尔伯特.爱因斯坦)发表论文,在量子论的基础上解释了光电效应。

1907年,亨利.迪特克促成壳牌石油公司和皇家荷兰石油公司和合并,日后著名的皇家壳牌石油公司由此正式成立。

1911年,由于美国政府通过反垄断法,强制美孚石油托拉斯拆分,由此各大石油公司再次获得独立。

1913年,William Coblentz (威廉.科布伦茨)接收到美国专利US1077219,“ 太阳能电池 ”。

1914年,Sven Ason Berglund(斯文.阿松.贝格朗德)接收到专利“提高感光电池的能力的方法”。

从1839年发现光生伏特现象,到1883年第一个黄金版电池诞生,历时近半个世纪。从1884年,第一个太阳能电池诞生,产生了很多专利,到1914年的三十年基本没有里程碑式的突破。

而这巨大的突破需要长达七十年的孕育,直到二战后的1954年贝尔实验室研发出第一个现代太阳能硅电池,效率高达近6%

也许从这里,聪明的读者诸君或许就能看到一丝端倪,那就是事物,尤其新兴事物的发展总是那么艰难,并非一帆风顺,更不是一撮而就的。

从1839年到1883年,从1884年到1954年,我们可以说现代光伏的孕育和诞生是经历了近两个甲子,可以说也经历两个浪潮的潮起潮落,旧潮落新潮起。

 

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