Ki találta fel a napelemet?
Forradalmi felfedezés
A napelemek a fotovoltaikus vagy fényelektromos jelenség elvén működnek. A napfény hatására elektromos egyenáram keletkezik a napelemek szilícium alapú celláiban.
Gondolta volna, hogy ezt 1839-ben demonstrálta először egy akkor 19 éves francia fiatalember? Alexandre Edmond Becquerel egy fizikus dinasztia tagjaként a fotokémia és fotoelektromosságot tanulmányozta. Tiszteletére később felfedezése a Becquerel jelenség nevet kapta.
A jelenség lényege, hogy ha egy fém felületét látható, vagy ultraibolya fény éri és ez a fénysugárzás elér egy kritikus küszöbértéket, akkor a fémből elektronok válnak ki. A kilépő elektronok energiája nem a fény erősségétől, hanem a fény frekvenciájától függ.
Mindezt tovább kutatva 1860-ban Willoghby Smith angol elektromérnök a tenger alatti távközlési kábeleket vizsgálta, melynek során megfigyelte, hogy a technológiában használt szelénnek nappal megváltozik az elektromos tulajdonsága az éjszakaihoz képest.
Az első szárnypróbálgatások és a magyarázat
A napelemek ősét először 1883-ban egy amerikai feltaláló Charles Fritts építette meg. A konstrukció alapját a szelén, mint félvezető adta, amit egy aranyfilm réteggel vont be. A művelet következményeként sikerült áramot előállítani. Ez mai mércével hatékonyság tekintetében 1% körül volt.
A jelenség más fizikusokat is vonzott. Többek között Heinrich Hertz, Alexandr Sztoletov és Wilhelm Hallwachs kísérletei során az ultraibolya sugarak negatív töltésű fémlapból elektronokat szabadítottak ki.
A magyarázatot Albert Einstein írta le tudományosan értelmezhető módon 1905-ben az Einstein-féle fényelektromos egyenletben. Ezért a munkájáért 1921-ben fizikai Nobeldíjat kapott.
Előretör a szilícium
A mai szilíciumos napelem első példányát 1954. április 25-én mutatták be a Bell laboratórium tudósai, Daryl Chapin, Calvin Fuller és Gerald Pearson. A technológiát az űrhajózásban használták műholdak energiaellátásához. Az első időszakban csak néhány négyzetcentiméternyi felületen borították a műholdakat a szolár cellák, hiszen az egész egy kísérleti fázis volt a hidegháború űrversenyében. Később nagyobb méretben és teljesítményben szolgálták az űreszközök működését.
A kezdeti időkben a napelem cellák előállításának ára nem tette lehetővé a rentábilis sorozatgyártást. Ehhez olyan technológiai és tervezési fejlesztésekre volt szükség, amelyek az 1970-es évekre már 100 dollár környékére csökkentették napelem wattonkénti árát.
A 70-es évek olajválságának hatására több olajipari vállalat fektetett napenergiával foglalkozó cégek felvásárlásába. Ez legalább annyit ártott, mint használt a technológiának. Több korábbi fejlesztés és márka átmeneti eltünését okozta és ami fontos lassította a napelemek terjedésének lehetőségét.
Magyarországon elsőként
Magyarországon az első napelemes rendszert igazolhatóan 2005, október 8-án adták át a gödöllői Szent István Egyetemen 10 kWp teljesítménnyel. Az érdekessége, hogy egy részét az első hazai napelemgyár paneleiből telepítették.
Az első hazai napelemgyár termékei amorf szilícium vékonyréteg-technológiával készölő panelek voltak, amelyek élvonalbelinek számított az akkori időkben. Világviszonylatban a gyár a napelemgyártás 0,5-1% át adta. Az üzem néhány évig működött. Megelőzte a korát, hiszen a gazdasági környezet még nem volt elég fejlett a környezetbarát technológia befogadására.
Napjainkra vezető szerep jutott a távol-keleti országokban előállított napelemeknek. A minőség tekintetében már régen nem beszélhetünk a megbízhatatlanságról. A gyártást szigorú eljárások mentén végzik megfelelve az európai és amerikai szabályoknak.
