被遺忘的太陽能先驅,將把人類的光伏發電的應用提前近60年!

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被遺忘的太陽能先驅,將把人類的光伏發電的應用提前近60年!

1821 年,Thomas Seebeck 發現電流將在由兩種不同不同溫度的金屬製成的電路中流動,從而發現“熱電效應”並構成了“熱電發電機”的基礎:將熱量直接轉化為電能。

1839 年,Antoine Becquerel 發現光也可以轉化為電能,此後“光電效應”構成了“光電發電機”的基礎 - 我們現在稱之為“

光伏

”發電或

太陽能光伏

電池

1941年,第一塊單晶矽

太陽能電池

誕生,1950 年代貝爾實驗室推出第一塊可商業化的6%轉化效率的

光伏電池

,1955年Hoffman電子推出效率為2%的商業

太陽能

電池產品,電池為14毫瓦/片,25美元/片,相當於1785 USD/W。

1963年,日本在一個燈塔上安裝Sharp公司生產的242W光伏電池陣列,是當時世界最大的光伏電池陣列。1972年法國人在尼日一鄉村學校安裝一個硫化鎘

光伏系統

,用於教育電視供電,這是世界上公認的第一個民用

光伏電站

然而顛覆三觀的是,最新的探索發現,早在1905年,也就是愛因斯坦首次解釋光電效應後一年,或者說在貝爾實驗室工程師發明矽電池之前 40 年,一位名叫George Cove的太陽能先驅,他可能就已經建造了一個高效的光伏系統。

這將把人類的

光伏發電

的應用提前近60年!

1. 被遺忘的太陽能先驅

在1615年~1900年中,科學家研製成功了許多太陽能動力裝置和一些其它太陽能裝置。但是這些動力裝置功率不大,幾乎全部採用聚光方式才能進行採光,主要是水蒸氣為工質,價格昂貴,實用價值不大,但這些太陽能愛好者個人製造的機器卻推動了太陽能的研究和發展。

在 1900 年代初期,和眾多科學家一樣,George Cove 打算建造一個熱電發電機,但卻意外地製造了一個光伏發電機 -

光伏太陽能

電池,效率達到2.75%,這是貝爾實驗室科學家在1950年代才實現的轉化效率。

一位名叫 Philip Pesavento的光伏愛好者在一個偶然的機會,讀到了George Cove的成就。在他看來,George Cove的設計比 1880 年到1940 年之間建造的任何太陽能電池效能更好,並且成功地打造了一個室外的光伏電池陣列,而“如果能證明相對高效的太陽能電池比矽電池的發展早 40 年就發明了,那將是非常令人興奮的,人類對光伏發電的應用將被提前40年。

被遺忘的太陽能先驅,將把人類的光伏發電的應用提前近60年!

更重要的是,如果該發明早就被認識到,並且在第一次世界大戰之前有太陽能光伏電池和元件系統,它可能還會將光伏科學史提前,讓光伏電池更易於製造,影響當時的化石能源發電程序。

然而 George Cove 和他的發明並沒有出現在大多數關於太陽能的歷史記載中,但他的

太陽能發電

裝置還是給當時的的流行科技媒體留下了深刻的印象。例如,1909 年,《技術世界》雜誌寫道:

“這樣的機器既便宜又像廚房灶具一樣堅不可摧。即使在目前的、有點粗糙和實驗性的狀態下,如果有兩天的陽光,它也能儲存足夠的電能來照亮一個普通的房子一週。數月以來,這位發明家已經在他的公司中證明了這一點”。

2. George Cove的光伏成就

George Cove 於 1905 年在加拿大新斯科舍省哈利法克斯的大都會大廈展示了他的第一臺“太陽能發電機”。目前儘管除了一張圖片,沒有關於這個面板的資料,然而,它的功率輸出和效率足以讓美國投資者向加拿大派遣專家進行考察。而當這位專家對機器檢查完畢後,他們決定將George Cove 帶到美國(馬薩諸塞州薩默維爾)繼續開發他的裝置。

George Cove 於 1909 年在那裡展示了他的第二臺太陽能發電機。這個 1.5 平方米的面板可以產生 45 瓦的功率,將太陽能轉化為電能的效率為 2.75%。到 1909 年中期,Cove 搬到了紐約市,在那裡他展示了他的第三個原型,一個太陽能電池陣列,由四個峰值功率為 60 瓦的

太陽能電池板

組成,共為五個鉛酸電池充電,總表面積為 4.5 平方米,最大輸出功率為 240 瓦,效率提升至 5% - 類似於1954年貝爾實驗室展示的第一塊太陽能電池板。

被遺忘的太陽能先驅,將把人類的光伏發電的應用提前近60年!

上圖:George的第一塊太陽能電池板,於 1905 年展示。資料來源:Technical World Magazine 11, nr.4,1909 年 6 月。

被遺忘的太陽能先驅,將把人類的光伏發電的應用提前近60年!

上圖:George Cove 的第二塊太陽能電池板,其中一個部分缺失。資料來源:技術世界雜誌 11,第 4 期,1909 年 6 月。

被遺忘的太陽能先驅,將把人類的光伏發電的應用提前近60年!

上圖:George的第三塊太陽能電池板。資料來源:“利用陽光”,René Homer,Modern Electrics,Vol。II, No.6, 1909 年 9 月。

被遺忘的太陽能先驅,將把人類的光伏發電的應用提前近60年!

上圖:George的第三塊太陽能電池板。面板現在以一定角度傾斜,而不是平放。資料來源:1909 年文學文摘

被遺忘的太陽能先驅,將把人類的光伏發電的應用提前近60年!

上圖:George Cove的第三個太陽能電池陣列的一塊太陽能電池板,表面玻璃蓋已拆除。資料來源:“利用陽光”,René Homer,Modern Electrics,Vol。II, No.6, 1909 年 9 月

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