Az egyik kedvenc napelemes szaklapom (PV Magazine) lehozott egy cikksorozatot a napelem történetéről, a pionírok nehéz napjairól - gondoltam hátha mást is érdekel, úgyhogy röviden összefoglalom az egyes cikkeket (a cikkek egyébként John Perlin: From Space to Earth napelem történeti könyvének kivonatai).

A mai napelemek egyeneságú ősét egy véletlen indította útjára az 1860-as években. Willoughby Smith az egyik vezető elektromos munkatárs volt a Trans-Atlantic Telegraph-nak (akkoriban óriási összegeket fektettek a telegráf és a telefon kábelek kiépítésébe és a világszintű telekommunikáció létrehozásába). Smith csak egy olcsó megoldást keresett a tenger alá fektetett kábelek hibáinak keresésére. Kristályos szelénnel való kísérletei során segéde megjegyezte, hogy éjszaka megfelel a céloknak a szelén, de nappal mintha másként viselkedne.

További kísérletek és egy rövid publikáció komoly tudományos érdeklődést váltott ki Európában, de az első igazi pontos ok-okozati kifejtést egy brit professzor, William Grylls Adams végezte a szelén ellenállását vizsgálva, ő jött rá hogy egy szilárd anyagban csak a fény hatására (kizárva a hőt a kísérletek során, ami már akkor ismert volt és termál-elektromosságnak nevezték) elektromos áram kezd áramlani a szelénben - a jelenséget fotovoltaikus elektromosságnak nevezte el.

Az első igazi napelemet Charles Fritts készítette New Yorkban: egy táblán szelén réteget vékony és félig átlátszó aranyfilmmel vont be 1885-ben, ami folyamatosan tudott áramot termelni. Fritts optimistán ki is jelentette, hogy "egy napon még a fotovoltaikus áramtermelés versenyre kelhet a széntüzelésű elektromos erőművekkel" - amiből az elsőt egyébként Thomas Edison építette alig három évvel korábban.

Fritts el is küldte napelem modulját Ernst Werner von Siemens-nek, akinek elismertsége Edisonéhoz volt hasonló az elektromosság területén akkoriban és aki szintén kísérletezett szelénnel. Siemens a "fotovillamosságnak" óriási jelentőséget tulajdonított, azonban igazi magyarázatot a fotovoltaikus jelenségre ekkor még senki se tudott adni, pedig Siemens is sürgette a további kutatásokat.

Azonban a tudományos kutatások inkább a termál-fizika irányába indultak, ráadásul az elektromos áram előállítására sorban érkeztek a megoldások (hő, víz, gázerőművek). De legfőképp akkor még nem volt ismert a Napból érkező teljes energiaspektrum felépítése.

1905-ben Einstein egy akkor tudományos körökben meglepetést keltő tanulmányt tett közzé, melyben a Napból érkező energiacsomagokról írt, melyet ő quanta-nak hívott (és ma mi fotonnak). Felfedezése nyomán számos kutatás indult újra, és a 20-as évekre lett tisztázva, hogy a rövidebb hullámokban érkező fotonok sokkal erősebb fotovoltaikus hatást keltenek, és a félvezető anyagokban a "gyengébben" kötődő elektronokat le tudják szakítani az atom körüli pályáról - és az elektronok mozgása pedig maga az elektromos áram.

A magyarázat tehát meglett, a napelemek mégse indultak gyors fejlődésnek: az akkori kutatások és a felhasznált alapanyagok rendkívül drágák voltak, és ahogy fejlődni kezdett az energetikai üzlet, egyre többen látták be, hogy az akkori napelem modulok sose hozzák be előállítási költségüket az általuk termelt árammal. Ráadásul a szelén modulok gyorsan veszítettek is teljesítményükből.

Így az első próbálkozások után, majd a két világháborúval egy időre háttérbe kerültek a napelemek és a fotovoltaikus kutatások - és csak az 50-es években indultak igazán újra. De ezt majd a következő részben.

Folytatás, 2. rész itt