來自黑暗面的太陽能通過新公式解鎖

當今大多數太陽能電池板只能從面向天空的一側捕獲陽光并將其轉換為電能。如果太陽能電池板的深色底面也可以轉換從地面反射的陽光，則可能會產生更多的電能。

雙面太陽能電池已經使電池板可以垂直放置在地面或屋頂上，甚至可以水平放置在加油站的機蓋中，但是目前尚不清楚這些電池板最終可以產生多少電，或者可以節省多少錢。

一個新的熱力學公式表明，考慮到不同的地形(例如草皮，沙子等)，構成雙面面板的雙面電池比如今的單面太陽能電池板的單面電池平均多產生15%至20%的日光轉化為電能。混凝土和污垢。

由普渡大學的兩位物理學家開發的公式可用于在幾分鐘內計算出雙面太陽能電池在各種環境下(由熱力學極限定義)可產生的最大電量。

“該公式僅包含一個簡單的三角形，但將極其復雜的物理問題提煉為這種優雅而簡單的公式，需要進行多年的建模和研究。該三角形將幫助公司對下一代太陽能電池的投資做出更好的決策，并弄清楚如何設計從而提高效率。”普渡大學(Purdue)的Jai N. Gupta電氣和計算機工程學教授Muhammad“ Ashraf” Alam說。

在《國家科學院院刊》上發表的一篇論文中，阿拉姆和合著者里揚·汗(Ryyan Khan)現在是孟加拉國東西大學的助理教授，他還展示了如何使用該公式計算在印度開發的所有太陽能電池的熱力學極限。最近50年。這些結果可以推廣到可能在未來20至30年內開發的技術。

希望這些計算將有助于太陽能發電場在其使用初期充分利用雙面電池。

“單面細胞以一種經濟有效的方式出現在該領域中花了將近50年的時間，”阿拉姆說。“這項技術已經取得了巨大的成功，但是我們現在知道我們不再能夠顯著提高其效率或降低成本。我們的公式將指導并加快雙面技術的發展。”

該論文可能已經及時解決了數學問題：專家估計，到2030年，雙面太陽能電池將占全球太陽能電池板市場份額的近一半。

Alam的方法被稱為“ Shockley-Queisser三角”，因為它基于研究人員William Shockley和Hans-Joachim Queisser對單面太陽能電池的最大理論效率的預測。可以在形成三角形的向下傾斜的線圖中識別此最大點或熱力學極限。

該公式表明，雙面太陽能電池的效率增益隨表面反射的光而增加。與具有植被的表面相比，例如，從混凝土反射的光將轉換出更多的功率。