被遺忘的太陽能先驅(qū)，將把人類的光伏發(fā)電的應(yīng)用提前近60年！

1821 年，Thomas Seebeck 發(fā)現(xiàn)電流將在由兩種不同不同溫度的金屬制成的電路中流動，從而發(fā)現(xiàn)“熱電效應(yīng)”并構(gòu)成了“熱電發(fā)電機”的基礎(chǔ)將熱量直接轉(zhuǎn)化為電能。

1839 年，Antoine Becquerel 發(fā)現(xiàn)光也可以轉(zhuǎn)化為電能，此后“光電效應(yīng)”構(gòu)成了“光電發(fā)電機”的基礎(chǔ) － 我們現(xiàn)在稱之為“光伏”發(fā)電或太陽能光伏電池。

1941年，第一塊單晶硅太陽能電池誕生，1950 年代貝爾實驗室推出第一塊可商業(yè)化的6％轉(zhuǎn)化效率的光伏電池，1955年Hoffman電子推出效率為2％的商業(yè)太陽能電池產(chǎn)品，電池為14毫瓦／片，25美元／片，相當(dāng)于1785 USD／W。

1963年，日本在一個燈塔上安裝Sharp公司生產(chǎn)的242W光伏電池陣列，是當(dāng)時世界最大的光伏電池陣列。1972年法國人在尼日爾一鄉(xiāng)村學(xué)校安裝一個硫化鎘光伏系統(tǒng)，用于教育電視供電，這是世界上公認的第一個民用光伏電站。

然而顛覆三觀的是，最新的探索發(fā)現(xiàn)，早在1905年，也就是愛因斯坦首次解釋光電效應(yīng)后一年，或者說在貝爾實驗室工程師發(fā)明硅電池之前 40 年，一位名叫George Cove的太陽能先驅(qū)，他可能就已經(jīng)建造了一個高效的光伏系統(tǒng)。

這將把人類的光伏發(fā)電的應(yīng)用提前近60年！

1． 被遺忘的太陽能先驅(qū)

在1615年～1900年中，科學(xué)家研制成功了許多太陽能動力裝置和一些其它太陽能裝置。但是這些動力裝置功率不大，幾乎全部采用聚光方式才能進行采光，主要是水蒸氣為工質(zhì)，價格昂貴，實用價值不大，但這些太陽能愛好者個人制造的機器卻推動了太陽能的研究和發(fā)展。

在 1900 年代初期，和眾多科學(xué)家一樣，George Cove 打算建造一個熱電發(fā)電機，但卻意外地制造了一個光伏發(fā)電機 － 光伏太陽能電池，效率達到2．75％，這是貝爾實驗室科學(xué)家在1950年代才實現(xiàn)的轉(zhuǎn)化效率。

一位名叫 Philip Pesavento的光伏愛好者在一個偶然的機會，讀到了George Cove的成就。在他看來，George Cove的設(shè)計比 1880 年到1940 年之間建造的任何太陽能電池性能更好，并且成功地打造了一個室外的光伏電池陣列，而“如果能證明相對高效的太陽能電池比硅電池的發(fā)展早 40 年就發(fā)明了，那將是非常令人興奮的，人類對光伏發(fā)電的應(yīng)用將被提前40年。

更重要的是，如果該發(fā)明早就被認識到，并且在第一次世界大戰(zhàn)之前有太陽能光伏電池和組件系統(tǒng)，它可能還會將光伏科學(xué)史提前，讓光伏電池更易于制造，影響當(dāng)時的化石能源發(fā)電進程。

然而 George Cove 和他的發(fā)明并沒有出現(xiàn)在大多數(shù)關(guān)于太陽能的歷史記載中，但他的太陽能發(fā)電裝置還是給當(dāng)時的的流行科技媒體留下了深刻的印象。例如，1909 年，《技術(shù)世界》雜志寫道

“這樣的機器既便宜又像廚房灶具一樣堅不可摧。即使在目前的、有點粗糙和實驗性的狀態(tài)下，如果有兩天的陽光，它也能儲存足夠的電能來照亮一個普通的房子一周。數(shù)月以來，這位發(fā)明家已經(jīng)在他的公司中證明了這一點”。

2． George Cove的光伏成就

George Cove 于 1905 年在加拿大新斯科舍省哈利法克斯的大都會大廈展示了他的第一臺“太陽能發(fā)電機”。目前盡管除了一張圖片，沒有關(guān)于這個面板的數(shù)據(jù)，然而，它的功率輸出和效率足以讓美國投資者向加拿大派遣專家進行考察。而當(dāng)這位專家對機器檢查完畢后，他們決定將George Cove 帶到美國（馬薩諸塞州薩默維爾）繼續(xù)開發(fā)他的設(shè)備。

George Cove 于 1909 年在那里展示了他的第二臺太陽能發(fā)電機。這個 1．5 平方米的面板可以產(chǎn)生 45 瓦的功率，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為 2．75％。到 1909 年中期，Cove 搬到了紐約市，在那里他展示了他的第三個原型，一個太陽能電池陣列，由四個峰值功率為 60 瓦的太陽能電池板組成，共為五個鉛酸電池充電，總表面積為 4．5 平方米，最大輸出功率為 240 瓦，效率提升至 5％ － 類似于1954年貝爾實驗室展示的第一塊太陽能電池板。

上圖George的第一塊太陽能電池板，于 1905 年展示。資料來源Technical World Magazine 11， nr．4，1909 年 6 月。

上圖George Cove 的第二塊太陽能電池板，其中一個部分缺失。資料來源技術(shù)世界雜志 11，第 4 期，1909 年 6 月。

上圖George的第三塊太陽能電池板。資料來源“利用陽光”，René Homer，Modern Electrics，Vol。II， No．6， 1909 年 9 月。

上圖George的第三塊太陽能電池板。面板現(xiàn)在以一定角度傾斜，而不是平放。資料來源1909 年文學(xué)文摘

上圖George Cove的第三個太陽能電池陣列的一塊太陽能電池板，表面玻璃蓋已拆除。資料來源“利用陽光”，René Homer，Modern Electrics，Vol。II， No．6， 1909 年 9 月