22 अप्रैल, 1970 को पहला पृथ्वी दिवस मनाया जाने से बहुत पहले, पर्यावरण के बारे में जागरूकता पैदा करने और पर्यावरण संरक्षण के लिए समर्थन करने वाले वैज्ञानिक सौर ऊर्जा में पहली खोज कर रहे थे। यह सब फ्रांस में काम करने वाले एक युवा भौतिक विज्ञानी एडमंड बेकरेल के साथ शुरू हुआ, जिन्होंने 1839 में फोटोवोल्टिक प्रभाव को देखा और खोजा - एक प्रक्रिया जो प्रकाश या उज्ज्वल ऊर्जा के संपर्क में आने पर वोल्टेज या विद्युत प्रवाह उत्पन्न करती है। कुछ दशक बाद, फ्रांसीसी गणितज्ञ ऑगस्टिन मौचोट भौतिक विज्ञानी के काम से प्रेरित थे। उन्होंने 1860 के दशक में सौर ऊर्जा से चलने वाले इंजनों के लिए पेटेंट दर्ज करना शुरू किया। फ्रांस से लेकर अमेरिका तक, आविष्कारक गणितज्ञ के पेटेंट से प्रेरित थे और 1888 की शुरुआत में सौर ऊर्जा से चलने वाले उपकरणों पर पेटेंट के लिए दायर किए गए थे।
1883 में एक हल्का कदम उठाएं जब न्यूयॉर्क के आविष्कारक चार्ल्स फ्रिट्स ने सोने की एक पतली परत के साथ सेलेनियम कोटिंग करके पहला सौर सेल बनाया। फ्रिट्स ने बताया कि सेलेनियम मॉड्यूल ने एक करंट उत्पन्न किया जो "निरंतर, स्थिर और काफी बल वाला है।" इस सेल ने 1 से 2 प्रतिशत की ऊर्जा रूपांतरण दर हासिल की। अधिकांश आधुनिक सौर सेल 15 से 20 प्रतिशत की दक्षता पर काम करते हैं। तो, फ्रिट्स ने कम प्रभाव वाला सौर सेल बनाया, लेकिन फिर भी, यह अमेरिका में फोटोवोल्टिक सौर पैनल नवाचार की शुरुआत थी। इतालवी भौतिक विज्ञानी, रसायनज्ञ और बिजली और बिजली के अग्रणी, एलेसेंड्रो वोल्टा के नाम पर, फोटोवोल्टिक प्रकाश ऊर्जा को बिजली में बदलने के लिए अधिक तकनीकी शब्द है, और फोटोइलेक्ट्रिक शब्द के साथ परस्पर उपयोग किया जाता है।
केवल कुछ साल बाद 1888 में, आविष्कारक एडवर्ड वेस्टन को सौर कोशिकाओं के लिए दो पेटेंट प्राप्त हुए - यूएस पेटेंट 389,124 और यूएस पेटेंट 389,425 । दोनों पेटेंटों के लिए, वेस्टन ने प्रस्तावित किया, "सूर्य से प्राप्त उज्ज्वल ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में, या विद्युत ऊर्जा के माध्यम से यांत्रिक ऊर्जा में बदलने के लिए ।" प्रकाश ऊर्जा केंद्रित हैसौर सेल (ए) पर एक लेंस (एफ) के माध्यम से, "एक थर्मोपाइल (एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जो थर्मल ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है) जो असमान धातुओं की सलाखों से बना होता है।" प्रकाश सौर सेल को गर्म करता है और इलेक्ट्रॉनों को छोड़ता है और करंट प्रवाहित होता है। इस उदाहरण में, प्रकाश गर्मी पैदा करता है, जो बिजली बनाता है; यह एक गरमागरम प्रकाश बल्ब के काम करने के तरीके का ठीक उल्टा है, बिजली को गर्मी में परिवर्तित करता है जो तब प्रकाश उत्पन्न करता है।
उसी वर्ष, अलेक्जेंडर स्टोलेटोव के नाम से एक रूसी वैज्ञानिक ने फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के आधार पर पहला सौर सेल बनाया, जो तब होता है जब प्रकाश किसी सामग्री पर पड़ता है और इलेक्ट्रॉनों को छोड़ दिया जाता है। यह प्रभाव सबसे पहले एक जर्मन भौतिक विज्ञानी हेनरिक हर्ट्ज़ ने देखा था। अपने शोध में, हर्ट्ज ने पाया कि दृश्य प्रकाश की तुलना में पराबैंगनी प्रकाश द्वारा अधिक शक्ति का निर्माण किया गया था। आज, सौर सेल सूर्य के प्रकाश को शक्ति में बदलने के लिए फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करते हैं। 1894 में, अमेरिकी आविष्कारक मेल्विन Severy पेटेंट प्राप्त 527,377 एक "बढ़ते और ऑपरेटिंग thermopiles के लिए उपकरण" और के लिए 527,379"सौर ताप द्वारा बिजली पैदा करने के लिए उपकरण" के लिए। फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की खोज के आधार पर दोनों पेटेंट अनिवार्य रूप से प्रारंभिक सौर सेल थे। पहला "थर्मो-पाइल पर सौर ताप की क्रिया द्वारा बिजली" उत्पन्न करता है और सूर्य के दैनिक और वार्षिक आंदोलनों के दौरान एक निरंतर विद्युत प्रवाह उत्पन्न कर सकता है, जिसने किसी को भी सूर्य की गति के अनुसार थर्मोपाइल को स्थानांतरित करने से कम कर दिया। १८८९ से सेवरी का दूसरा पेटेंट भी गर्मी, प्रकाश और बिजली के लिए बिजली उत्पादन के लिए सूर्य की तापीय ऊर्जा का उपयोग करने के लिए था। "थर्मस पाइल्स," या सौर सेल, जैसा कि हम आज उन्हें कहते हैं, एक मानक पर लगाए गए थे ताकि उन्हें ऊर्ध्वाधर दिशा में और साथ ही एक टर्नटेबल पर नियंत्रित किया जा सके, जिससे उन्हें एक क्षैतिज विमान में स्थानांतरित करने में सक्षम बनाया गया। "इन दो आंदोलनों के संयोजन से,
लगभग एक दशक बाद, अमेरिकी आविष्कारक हैरी रीगन ने थर्मल बैटरी के लिए पेटेंट प्राप्त किया, जो थर्मल ऊर्जा को स्टोर और रिलीज करने के लिए उपयोग की जाने वाली संरचनाएं हैं । थर्मल बैटरी का आविष्कार गर्मी को इकट्ठा करने और स्टोर करने के लिए किया गया था, जिसमें एक बड़ा द्रव्यमान होता है जो गर्मी और ऊर्जा को मुक्त कर सकता है। यह बिजली को स्टोर नहीं करता है, लेकिन "गर्मी", हालांकि, सिस्टम आज पारंपरिक टर्बाइनों द्वारा बिजली उत्पन्न करने के लिए इस तकनीक का उपयोग करते हैं । 1897 में, रीगन को यूएस पेटेंट 588,177 . प्रदान किया गया था"थर्मो बैटरी के लिए सौर ताप के अनुप्रयोग" के लिए। पेटेंट के दावों में, रीगन ने कहा कि उनके आविष्कार में "उपकरण का एक उपन्यास निर्माण शामिल है जिसमें सूर्य की किरणों का उपयोग थर्मो-बैटरियों को गर्म करने के लिए किया जाता है, जिसका उद्देश्य सूर्य की किरणों को एक फोकस पर केंद्रित करना है और एक के जंक्शनों का एक सेट है। किरणों के फोकस पर थर्मो-बैटरी, जबकि उपयुक्त कूलिंग डिवाइस उक्त थर्मो-बैटरी के अन्य जंक्शनों पर लागू होते हैं। ” उनका आविष्कार आवश्यकतानुसार सौर ताप एकत्र करने, भंडारण करने और वितरित करने का एक साधन था।
1913 में, वाशिंगटन, डीसी के विलियम कोबलेंट्ज़ ने "थर्मल जनरेटर" के लिए 1,077,219 पेटेंट प्राप्त किया , जो एक ऐसा उपकरण था जो प्रकाश किरणों का उपयोग करता था "उपयोगी कार्य करने के लिए ऐसी क्षमता का विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने के लिए।" वह आविष्कार के लिए सस्ते और मजबूत निर्माण का भी मतलब था। हालांकि यह पेटेंट सोलर पैनल के लिए नहीं था, लेकिन इन थर्मल जनरेटर का आविष्कार या तो गर्मी को सीधे बिजली में बदलने या उस ऊर्जा को हीटिंग और कूलिंग के लिए बिजली में बदलने के लिए किया गया था।
1950 के दशक तक, बेल लेबोरेटरीज ने महसूस किया कि सिलिकॉन जैसी अर्धचालक सामग्री सेलेनियम की तुलना में अधिक कुशल थी। वे एक सौर सेल बनाने में कामयाब रहे जो 6 प्रतिशत कुशल था। आविष्कारक डेरिल चैपिन, केल्विन फुलर, और गेराल्ड पियर्सन ( 2008 में नेशनल इन्वेंटर्स हॉल ऑफ फ़ेम में शामिल ) बेल लैब्स में सिलिकॉन सौर सेल के पीछे दिमाग थे । जबकि इसे सौर ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करने के लिए पहला व्यावहारिक उपकरण माना जाता था, फिर भी अधिकांश लोगों के लिए यह लागत निषेधात्मक था। सिलिकॉन सौर कोशिकाओं का उत्पादन करना महंगा होता है, और जब आप सौर पैनल बनाने के लिए कई कोशिकाओं को मिलाते हैं, तो जनता के लिए इसे खरीदना और भी महंगा हो जाता है। डेलावेयर विश्वविद्यालय को पहली सौर इमारतों में से एक बनाने का श्रेय दिया जाता है,1973 में "सौर वन" । निर्माण सौर तापीय और सौर फोटोवोल्टिक शक्ति के संयोजन पर चला। इमारत में सौर पैनलों का उपयोग नहीं किया गया था; इसके बजाय, सौर को छत में एकीकृत किया गया था।
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