A napelemes áramtermelés felfedezése

Willoughby Smith brit elektromérnök kezdett kísérletezni a fotovoltaikus technológiával az 1860-as években. Tenger alatti kábelekkel végzett kísérleteket, melyek közben felfedezte, hogy az ezekhez használt szelén éjszaka máshogyan viselkedik, mint nappal. A szelén fotovoltaikus tulajdonságát leíró cikke a Nature tudományos folyóiratban jelent meg „Effect of Light on Selenium during the passage of an Electric Current” címen 1873-ban.

1883-ban egy amerikai feltaláló Charles Fritts építette meg az első napelemet (félvezető szelént vékony, félig átlátszó aranyfilmmel vont be) amely képes volt áramot előállítani. Hatásfoka nagyon csekély mindössze 1% körüli volt.

Az első fotovoltaikus napelem megépítéséhez a fényelektromos (fotovoltaikus) jelenség felfedezése adta meg a lökést, melyet 1887-ben fedezett fel Heinrich Hertz. Munkájának köszönhetően fizikusok (Alexandr Sztoletov, Wilhelm Hallwachs) megállapították, hogy az ultraibolya sugarak negatív töltésű fémlapból negatív töltést szabadítanak ki.

Maga a fotoelektromos hatást Albert Einstein magyarázta meg 1905-ben. Később 1921-ben ezért az év Fizikai Nobel-díját is megkapta.

Az első modern félvezető napelem szabadalmat a tranzisztorok kutatásával foglalkozó Russel Ohl jegyezte be 1946-ban. Az első hatékony és széles körben alkalmazható napelemet, amely már szilícium félvezetőn alapult 1954. április 25-én mutatták be a Bell Laboratoriumban. A nyilvánosság csak később 1958-ban figyelt fel a napelemekre, amikor az Amerikai Egyesült Államok Haditengerészete felhasználta azokat a Vanguard-1 műhold megépítésekor.

A következő két évtizedben fokozatos fejlesztések történtek, de a napelemek ára továbbra is igen magas maradt, mivel azoknak elsődleges felhasználási területe az űrtechnológia maradt, ahol a lehető legnagyobb hatásfokú megoldást keresve az ár másodlagos szemponttá vált.

A költségek lefaragásának áttörését a 1960-as években az integrált áramkörök használatára történő átállás hozta meg. 1971-re eljutottak odáig, hogy 1 watt napelemmel történő előállítása 100 dollárra csökkent!

A napelemek fejlesztése akkor indult be igazán, amikor az amerikai Nemzeti Tudományos Alapítvány létrehozta fejlett napenergiás alkalmazások kutatásával és fejlesztésével foglalkozó részlegét. Az 1973-as olajválságot követően pedig több nagy olajipari vállalat fektetett napenergiával foglalkozó cégekbe.