材料科技的力量：太阳能电池200年发展历程

早在1839年，19岁的法国物理学家发明了世界上第一个光伏器件，使用的光敏材料是AgCl/AgBr。他观察到蓝光和紫外光可以产生更大的电流，并以此发明了一个测量高温发光体的装置。

到了1877，亚当斯才使用Se作为吸光材料制作出全固态的光伏器件，使两端的铂电极之间产生了电流。随后1883年，弗里斯（Fritts）用两个电极板之间夹入Se薄膜，制作出了第一个薄膜光伏器件，面积达到了30平方厘米。

又到了1927年，氧化亚铜（Cu2O）被用来制作光伏器件并成为商业化的主流产品。同时期的材料还有硫化铊（Tl2S)。

直到1954年，真正具有应用价值的硅太阳能电池才在贝尔实验室发明出来。在美国60年代发射的卫星开始使用硅太阳能电池提供电能。

从70年代到现在，可以说是太阳能电池爆炸式增长的时期，各种新材料，方法不断打破记录。 如图所示

紫色线是多结光伏电池，所以效率很高。蓝色线代表晶体硅电池，目前已经达到27%。绿色线是薄膜电池，如CdTe，硒化铜铟等。棕色的是新型材料太阳能电池，最为突出的是染料敏化太阳能电池和钙钛矿电池，分别达到了约26%和32%。 需要注意的是蓝色线上面的几根紫线是GaAs晶体和薄膜的光电效率，也非常高。

从发现现象到实际应用，光伏电池经历了100多年的历史，而且目前还在研究。其它材料如超导和热电也都经历了100年甚至200年历史，可以说离实际应用越来越近了。