Meilensteine in der Geschichte der Photovoltaik

1839 entdeckt Alexandre Edmond Becquerel den fotoelektrischen Effekt. (Er ist der Vater des bekannteren Henri Becquerel, der zusammen mit dem Ehepaar Curie die Radioaktivität entdeckte.)

1883 baute Charles Fritts eine erste Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 1–2 Prozent, basierend auf Selen.

1905 lieferte Albert Einstein eine theoretische Erklärung des fotoelektrischen Effekts, basierend auf seiner Hypothese der Lichtquanten (Welle-Teilchen-Dualismus). Dafür erhielt er 1922 den Nobelpreis für Physik.

1916 entdeckte Jan Czochralski das nach ihm benannte Kristallziehverfahren, mit dem sich Monokristalle (Einkristalle) herstellen lassen. Es wurde in den 1940er-Jahren weiterentwickelt und kam in den 1950er-Jahren mit dem steigenden Bedarf nach Halbleiterbauteilen in grösserem Massstab zur praktischen Anwendung.

1939 konnte Russell S. Ohl den fotoelektrischen Effekt beim Halbmetall Silizium feststellen.

1954 präsentierten Daryl Chapin, Calvin Fuller und Gerald Pearson kristalline Silizium-Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von 6 Prozent.

1955 kamen in den USA die ersten kommerziellen Anwendungen von Solarzellen auf den Markt, z.B. für Dollarnoten-Wechselautomaten.

1958 flog der erste Satellit mit Photovoltaikzellen – Vanguard 1 – ins All. Er ist der älteste Satellit, der sich noch immer in einer Umlaufbahn um die Erde befindet.

 

Heute für die Stromproduktion auf der Erde relevante Photovoltaiktechnologien

Photovoltaiktechnologien

Mögliche zukünftige Photovoltaiktechnologien

Konzentratorzellen

Durch optische Einrichtungen wird die Sonneneinstrahlung konzentriert. Für die gleiche elektrische Leistung braucht es deshalb weniger Halbleiterfläche, was einen Kostenvorteil ergibt.

Mehrfachsolarzellen

Kombiniert man Solarzellen aus mehreren Materialien, kann ein grösserer Teil des Sonnenspektrums in Strom umgewandelt werden.

Organische Solarzellen

Kohlenwasserstoffverbindungen sind die Basis organischer Solarzellen. Deren Wirkungsgrad ist zwar tiefer als jener anorganischer Solarzellen, doch die Herstellung ist günstiger. Organische Solarzellen können transparent, farbig, biegsam und selbstklebend sein. Eine Sonderform ist die Grätzel-Zelle (benannt nach ihrem Erfinder, dem ETH-Professor Michael Grätzel), die organische Farbstoffe nutzt.

Alexandre Edmond Becquerel
Alexandre Edmond Becquerel
Albert Einstein
Albert Einstein
Jan Czochralski
Jan Czochralski
Daryl Chapin, Calvin Fuller, Gerald Pearson
Daryl Chapin, Calvin Fuller, Gerald Pearson