Fotowoltaika to dziedzina nauki zajmująca się przemianą energii światła słonecznego w energię elektryczną, a więc prąd. Proces ten odbywa się za pomocą specjalnych materiałów o właściwościach półprzewodnikowych, wykorzystując efekt fotowoltaiczny. To zjawisko stało się podstawą do stworzenia paneli fotowoltaicznych. Przyjrzyjmy się jak przebiegał rozwój tej fascynującej technologii przez lata.
Zaskakującym może być fakt, że pierwsze ogniwo słoneczne powstało zanim Thomas Edison wynalazł żarówkę. Stało się to za sprawą wybitnego fizyka z Paryża – Alexandre-Edmonda Becquerela. Już w 1839 roku udało mu się wygenerować napięcie elektryczne poprzez naświetlanie jednej z dwóch elektrod zanurzonych w elektrolicie, co jest znane jako efekt fotowoltaiczny. Mimo iż było to istotne odkrycie, nie wywołało ono większego poruszenia, co nie jest zaskakujące biorąc pod uwagę, że społeczeństwo tamtych czasów korzystało głównie ze światła świec, a energia elektryczna była nieznana nawet w literaturze fantastycznej.
Kolejny krok w rozwoju fotowoltaiki to odkrycie Williama Gryllsa Adamsa i jego ucznia Richarda Evansa Daya. Niecałe czterdzieści lat po Becquerelu, ci dwaj naukowcy zauważyli, że materiały z selenu są w stanie wytworzyć impuls elektryczny pod wpływem światła, co było zapowiedzią mechaniki kwantowej. To odkrycie przekonało naukowców, że stały materiał może przetwarzać światło na prąd bez konieczności generowania ruchu czy ciepła.
W 1905 roku młody Albert Einstein przedstawił swoją przełomową pracę dotyczącą natury światła i efektu fotowoltaicznego. Wykazał, że światło składa się z fotonów, a każdy z nich niesie ze sobą określoną ilość energii. Praca ta przyniosła mu Nagrodę Nobla. Również Polak – chemik i metaloznawca Jan Czochralski – miał swój udział w historii fotowoltaiki. W 1918 roku opracował nową metodę pozyskiwania monokryształów krzemu, później nazwaną metodą Czochralskiego. Dzięki temu, powstały monokrystaliczne ogniwa krzemowe ponad dwadzieścia lat później.
Kolejne kilkadziesiąt lat to intensywne poszukiwania materiałów PV, które umożliwiłyby zwiększenie efektywności i opłacalności ogniw. W tym kontekście nie można pominąć wkładu Adlera i Cassela. Jednakże to Russel Ohl w 1941 roku jako pierwszy zdecydował się na wykorzystanie krzemu do produkcji ogniw. Pierwszy moduł fotowoltaiczny powstał w 1954 roku i miał sprawność na poziomie 6%. Znajdował on zastosowanie jako zasilanie dla wiatraka-zabawki oraz radia. Za ten sukces odpowiedzialni byli trzej naukowcy: Gerald Pearson, Daryl Chapin i Calvin Fuller. Mimo iż odkrycie to było przełomowe, początkowo traktowane było raczej jako ciekawostka technologiczna.